Laserapplikationer og klassificering

1.skivelaser

Forslaget til Disk Laser-designkonceptet løste effektivt problemet med termisk effekt af solid-state lasere og opnåede den perfekte kombination af høj gennemsnitlig effekt, høj spidseffekt, høj effektivitet og høj strålekvalitet af solid state lasere. Disklasere er blevet en uerstattelig ny laserlyskilde til behandling inden for biler, skibe, jernbaner, luftfart, energi og andre områder. Den nuværende højeffekt-disklaserteknologi har en maksimal effekt på 16 kilowatt og en strålekvalitet på 8 mm milliradianer, hvilket muliggør fjernsvejsning med robotlaser og højhastighedsskæring i storformat, hvilket åbner brede muligheder for solid-state lasere i feltet afhøjeffekt laserbehandling. Applikationsmarked.

Fordele ved disklasere:

1. Modulær struktur

Disklaseren har en modulær struktur, og hvert modul kan hurtigt udskiftes på stedet. Kølesystemet og lysledersystemet er integreret med laserkilden, med kompakt struktur, lille fodaftryk og hurtig installation og fejlretning.

2. Fremragende strålekvalitet og standardiseret

Alle TRUMPF disklasere over 2kW har et stråleparameterprodukt (BPP) standardiseret til 8mm/mrad. Laseren er invariant over for ændringer i driftstilstand og er kompatibel med alle TRUMPF-optik.

3. Da pletstørrelsen i disklaseren er stor, er den optiske effekttæthed, som hvert optisk element tåler, lille.

Skadegrænsen for optisk elementbelægning er normalt omkring 500MW/cm2, og skadetærsklen for kvarts er 2-3GW/cm2. Effekttætheden i TRUMPF disklaserresonanshulrummet er normalt mindre end 0,5 MW/cm2, og effekttætheden på koblingsfiberen er mindre end 30MW/cm2. En sådan lav effekttæthed vil ikke forårsage skade på optiske komponenter og vil ikke producere ikke-lineære effekter, hvilket sikrer driftssikkerhed.

4. Adopter laserkraft i realtid feedback kontrolsystem.

Real-time feedback-kontrolsystemet kan holde strømmen stabil, når T-stykket, og behandlingsresultaterne har fremragende repeterbarhed. Forvarmningstiden for disklaseren er næsten nul, og det justerbare effektområde er 1%-100%. Da disklaseren fuldstændigt løser problemet med termisk linseeffekt, er lasereffekten, spotstørrelsen og stråledivergensvinklen stabile inden for hele effektområdet, og strålens bølgefront undergår ikke forvrængning.

5. Den optiske fiber kan være plug-and-play, mens laseren fortsætter med at køre.

Når en bestemt optisk fiber svigter, når du udskifter den optiske fiber, behøver du kun at lukke den optiske fibers optiske vej uden at lukke ned, og andre optiske fibre kan fortsætte med at udsende laserlys. Udskiftning af optisk fiber er nem at betjene, plug and play uden værktøj eller justering af justering. Der er en støvtæt enhed ved gadeindgangen for strengt at forhindre støv i at trænge ind i det optiske komponentområde.

6. Sikker og pålidelig

Selv om emissionsevnen af ​​det materiale, der behandles, under behandlingen er så høj, at laserlys reflekteres tilbage i laseren, vil det ikke have nogen effekt på selve laseren eller forarbejdningseffekten, og der vil ikke være nogen restriktioner på materialebehandling eller fiberlængde. Sikkerheden ved laserdrift er blevet tildelt det tyske sikkerhedscertifikat.

7. Pumpediodemodulet er enklere og hurtigere

Diodearrayet monteret på pumpemodulet er også af modulopbygget. Diode array-moduler har en lang levetid og er garanteret i 3 år eller 20.000 timer. Der kræves ingen nedetid, uanset om det er en planlagt udskiftning eller en øjeblikkelig udskiftning på grund af en pludselig fejl. Når et modul svigter, vil kontrolsystemet alarmere og automatisk øge strømmen af ​​andre moduler passende for at holde laserudgangseffekten konstant. Brugeren kan fortsætte med at arbejde i ti eller endda snesevis af timer. Udskiftning af pumpediodemoduler på produktionsstedet er meget enkel og kræver ingen operatøruddannelse.

2.2Fiberlaser

Fiberlasere er ligesom andre lasere sammensat af tre dele: et forstærkningsmedium (doteret fiber), der kan generere fotoner, et optisk resonanshulrum, der tillader fotoner at blive tilbageført og resonansforstærket i forstærkningsmediet, og en pumpekilde, der exciterer fotonovergange.

Funktioner: 1. Optisk fiber har et højt "overfladeareal/volumen"-forhold, god varmeafledningseffekt og kan arbejde kontinuerligt uden tvungen køling. 2. Som et bølgeledermedium har optisk fiber en lille kernediameter og er tilbøjelig til høj effekttæthed i fiberen. Derfor har fiberlasere højere konverteringseffektivitet, lavere tærskelværdi, højere forstærkning og smallere linjebredde og er forskellige fra optisk fiber. Koblingstabet er lille. 3. Fordi optiske fibre har god fleksibilitet, er fiberlasere små og fleksible, kompakte i strukturen, omkostningseffektive og nemme at integrere i systemer. 4. Optisk fiber har også ret mange afstembare parametre og selektivitet, og kan opnå et ret bredt tuningområde, god spredning og stabilitet.

Klassificering af fiberlaser:

1. Sjælden jordartsdoteret fiberlaser

2. Sjældne jordarters grundstoffer doteret i i øjeblikket relativt modne aktive optiske fibre: erbium, neodym, praseodym, thulium og ytterbium.

3. Sammenfatning af fiberstimuleret Raman-spredningslaser: Fiberlaser er i det væsentlige en bølgelængdekonverter, som kan konvertere pumpens bølgelængde til lys af en bestemt bølgelængde og udsende det i form af laser. Fra et fysisk synspunkt er princippet om at generere lysforstærkning at forsyne arbejdsmaterialet med lys af en bølgelængde, som det kan absorbere, således at arbejdsmaterialet effektivt kan absorbere energi og aktiveres. Derfor er den tilsvarende absorptionsbølgelængde også forskellig afhængig af dopingmaterialet, og pumpen Kravene til lysets bølgelængde er også forskellige.

2.3 Halvlederlaser

Halvlederlaser blev med succes begejstret i 1962 og opnåede kontinuerlig output ved stuetemperatur i 1970. Senere, efter forbedringer, blev der udviklet dobbelte heterojunction-lasere og stribestrukturerede laserdioder (Laserdioder), som er meget udbredt i optisk fiberkommunikation, optiske diske, laserprintere, laserscannere og laserpointere (laserpointere). De er i øjeblikket den mest producerede laser. Fordelene ved laserdioder er: høj effektivitet, lille størrelse, let vægt og lav pris. Især effektiviteten af ​​den multiple kvantebrøndtype er 20~40%, og PN-typen når også flere 15%~25%. Kort sagt, høj energieffektivitet er dens største egenskab. Derudover dækker dens kontinuerlige udgangsbølgelængde området fra infrarødt til synligt lys, og produkter med optisk pulsudgang op til 50W (pulsbredde 100ns) er også blevet kommercialiseret. Det er et eksempel på en laser, der er meget nem at bruge som lidar eller excitationslyskilde. Ifølge energibåndsteorien om faste stoffer danner energiniveauerne af elektroner i halvledermaterialer energibånd. Højenergibåndet er ledningsbåndet, lavenergibåndet er valensbåndet, og de to bånd er adskilt af det forbudte bånd. Når de ikke-ligevægtige elektron-hul-par, der indføres i halvlederen, rekombinerer, udstråles den frigivne energi i form af luminescens, som er rekombinationsluminescensen af ​​bærere.

Fordele ved halvlederlasere: lille størrelse, let vægt, pålidelig drift, lavt strømforbrug, høj effektivitet osv.

2.4YAG laser

YAG laser, en type laser, er en lasermatrix med fremragende omfattende egenskaber (optik, mekanik og termisk). Som andre solide lasere er de grundlæggende komponenter i YAG-lasere laserarbejdsmateriale, pumpekilde og resonanshulrum. Men på grund af forskellige typer af aktiverede ioner doteret i krystallen, forskellige pumpekilder og pumpemetoder, forskellige strukturer af det anvendte resonanshulrum og andre anvendte funktionelle strukturelle enheder, kan YAG-lasere opdeles i mange typer. For eksempel, i henhold til output-bølgeformen, kan den opdeles i kontinuerlig bølge YAG-laser, gentagen frekvens YAG-laser og pulslaser osv.; i henhold til driftsbølgelængden kan den opdeles i 1,06μm YAG-laser, frekvensfordoblet YAG-laser, Raman-frekvensforskudt YAG-laser og tunbar YAG-laser osv.; efter doping Forskellige typer lasere kan opdeles i Nd:YAG lasere, YAG lasere dopet med Ho, Tm, Er osv.; i henhold til krystallens form er de opdelt i stangformede og pladeformede YAG-lasere; i henhold til forskellige udgangseffekter kan de opdeles i høj effekt og lille og mellem effekt. YAG laser osv.

Den solide YAG laserskæremaskine udvider, reflekterer og fokuserer den pulserende laserstråle med en bølgelængde på 1064nm, og udstråler og opvarmer derefter materialets overflade. Overfladevarmen diffunderer til det indre gennem termisk ledning, og laserpulsens bredde, energi, spidseffekt og gentagelse styres digitalt præcist. Frekvens og andre parametre kan øjeblikkeligt smelte, fordampe og fordampe materialet og derved opnå skæring, svejsning og boring af forudbestemte baner gennem CNC-systemet.

Funktioner: Denne maskine har god strålekvalitet, høj effektivitet, lav pris, stabilitet, sikkerhed, mere præcision og høj pålidelighed. Det integrerer skæring, svejsning, boring og andre funktioner i én, hvilket gør det til et ideelt præcisions- og effektivt fleksibelt behandlingsudstyr. Hurtig forarbejdningshastighed, høj effektivitet, gode økonomiske fordele, små lige kantspalter, glat skæreoverflade, stort dybde-til-diameter-forhold og minimalt aspekt-til-bredde-forhold termisk deformation, og kan behandles på forskellige materialer såsom hårde, skøre , og blød. Der er intet problem med værktøjsslid eller udskiftning i forarbejdningen, og der er ingen mekanisk ændring. Det er nemt at realisere automatisering. Det kan realisere forarbejdning under særlige forhold. Pumpens effektivitet er høj, op til omkring 20%. Efterhånden som effektiviteten øges, falder lasermediets varmebelastning, så strålen forbedres væsentligt. Den har lang livskvalitet, høj pålidelighed, lille størrelse og lav vægt og er velegnet til miniaturiseringsapplikationer.

Anvendelse: Velegnet til laserskæring, svejsning og boring af metalmaterialer: såsom kulstofstål, rustfrit stål, legeret stål, aluminium og legeringer, kobber og legeringer, titanium og legeringer, nikkel-molybdæn-legeringer og andre materialer. Udbredt i luftfart, rumfart, våben, skibe, petrokemiske, medicinske, instrumentering, mikroelektronik, bilindustrien og andre industrier. Ikke kun forarbejdningskvaliteten forbedres, men også arbejdseffektiviteten forbedres; YAG-laseren kan derudover også give en præcis og hurtig forskningsmetode til videnskabelig forskning.

Sammenlignet med andre lasere:

1. YAG laser kan arbejde i både puls og kontinuerlig tilstand. Dens pulsudgang kan opnå korte pulser og ultrakorte pulser gennem Q-switching og mode-locking-teknologi, hvilket gør dets behandlingsområde større end CO2-lasere.

2. Dens output-bølgelængde er 1,06um, hvilket er præcis en størrelsesorden mindre end CO2-laserbølgelængden på 10,06um, så den har høj koblingseffektivitet med metal og god behandlingsydelse.

3. YAG laser har kompakt struktur, let vægt, nem og pålidelig brug og lave vedligeholdelseskrav.

4. YAG laser kan kobles med optisk fiber. Ved hjælp af tidsdeling og power division multiplex-system kan en laserstråle nemt transmitteres til flere arbejdsstationer eller fjernarbejdsstationer, hvilket letter fleksibiliteten ved laserbehandling. Derfor skal du, når du vælger en laser, overveje forskellige parametre og dine egne faktiske behov. Kun på denne måde kan laseren udøve sin maksimale effektivitet. Pulserede Nd:YAG-lasere leveret af Xinte Optoelectronics er velegnede til industrielle og videnskabelige applikationer. Pålidelige og stabile pulserede Nd:YAG-lasere giver pulsudgang op til 1,5J ved 1064nm med gentagelseshastigheder på op til 100Hz.