1.дисковый лазер
Предложение концепции дизайна дискового лазера эффективно решило проблему теплового эффекта твердотельных лазеров и позволило достичь идеального сочетания высокой средней мощности, высокой пиковой мощности, высокой эффективности и высокого качества луча твердотельных лазеров. Дисковые лазеры стали незаменимым новым источником лазерного света для обработки в автомобильной, морской, железнодорожной, авиационной, энергетической и других областях. Современная мощная дисковая лазерная технология имеет максимальную мощность 16 киловатт и качество луча 8 мм миллирадиан, что позволяет осуществлять дистанционную роботизированную лазерную сварку и высокоскоростную лазерную резку большого формата, открывая широкие перспективы для твердотельных лазеров в областьмощная лазерная обработка. Маркет приложений.
Преимущества дисковых лазеров:
1. Модульная структура
Дисковый лазер имеет модульную структуру, и каждый модуль можно быстро заменить на месте. Система охлаждения и система световодов интегрированы с лазерным источником, имеют компактную конструкцию, небольшую занимаемую площадь, быструю установку и отладку.
2. Превосходное качество луча и стандартизация.
Все дисковые лазеры TRUMPF мощностью более 2 кВт имеют стандартизированное произведение параметра луча (BPP) 8 мм/мрад. Лазер инвариантен к изменениям режима работы и совместим со всей оптикой TRUMPF.
3. Поскольку размер пятна дискового лазера велик, плотность оптической мощности, воспринимаемая каждым оптическим элементом, мала.
Порог повреждения покрытия оптического элемента обычно составляет около 500 МВт/см2, а порог повреждения кварца – 2-3 ГВт/см2. Плотность мощности в резонансном резонаторе дискового лазера TRUMPF обычно составляет менее 0,5 МВт/см2, а плотность мощности на соединительном волокне - менее 30 МВт/см2. Столь низкая плотность мощности не приведет к повреждению оптических компонентов и не вызовет нелинейных эффектов, что обеспечивает эксплуатационную надежность.
4. Примите систему управления обратной связью мощности лазера в реальном времени.
Система управления с обратной связью в реальном времени может поддерживать стабильную мощность, поступающую на тройник, а результаты обработки имеют превосходную повторяемость. Время предварительного нагрева дискового лазера практически равно нулю, а диапазон регулируемой мощности составляет 1–100%. Поскольку дисковый лазер полностью решает проблему термолинзового эффекта, мощность лазера, размер пятна и угол расходимости луча стабильны во всем диапазоне мощностей, а волновой фронт луча не подвергается искажениям.
5. Оптическое волокно можно подключать по принципу «подключи и работай», пока лазер продолжает работать.
Когда определенное оптическое волокно выходит из строя, при замене оптического волокна вам нужно только закрыть оптический путь оптического волокна, не отключая его, а другие оптические волокна могут продолжать излучать лазерный свет. Замена оптического волокна проста в эксплуатации, подключи и работай, без каких-либо инструментов или регулировки выравнивания. На входе с улицы установлено пылезащитное устройство, строго предотвращающее попадание пыли в зону оптических компонентов.
6. Безопасный и надежный
Во время обработки, даже если излучательная способность обрабатываемого материала настолько высока, что лазерный свет отражается обратно в лазер, это не окажет никакого влияния на сам лазер или эффект обработки, и не будет никаких ограничений на обработку материала или длина волокна. Безопасность эксплуатации лазера отмечена немецким сертификатом безопасности.
7. Диодный модуль накачки проще и быстрее
Диодная матрица, установленная на модуле накачки, также имеет модульную конструкцию. Модули диодной матрицы имеют длительный срок службы и имеют гарантию 3 года или 20 000 часов. Никакого простоя не требуется, будь то плановая замена или немедленная замена из-за внезапного отказа. При выходе из строя модуля система управления подает сигнал тревоги и автоматически увеличивает ток других модулей соответствующим образом, чтобы поддерживать постоянную выходную мощность лазера. Пользователь может продолжать работать десять, а то и десятки часов. Замена диодных модулей накачки на производстве очень проста и не требует обучения оператора.
Волоконные лазеры, как и другие лазеры, состоят из трех частей: усиливающей среды (легированное волокно), которая может генерировать фотоны, оптического резонансного резонатора, который позволяет фотонам возвращаться и резонансно усиливаться в усиливающей среде, и источника накачки, который возбуждает фотонные переходы.
Особенности: 1. Оптическое волокно имеет высокое соотношение площади поверхности к объему, хороший эффект рассеивания тепла и может работать непрерывно без принудительного охлаждения. 2. В качестве волноводной среды оптическое волокно имеет небольшой диаметр сердцевины и склонно к высокой плотности мощности внутри волокна. Следовательно, волоконные лазеры имеют более высокую эффективность преобразования, более низкий порог, более высокий коэффициент усиления и меньшую ширину линии и отличаются от оптического волокна. Потери при соединении небольшие. 3. Поскольку оптические волокна обладают хорошей гибкостью, волоконные лазеры небольшие и гибкие, компактные по структуре, экономичные и легко интегрируемые в системы. 4. Оптическое волокно также имеет довольно много настраиваемых параметров и избирательности и может обеспечить довольно широкий диапазон настройки, хорошую дисперсию и стабильность.
Классификация волоконных лазеров:
1. Волоконный лазер, легированный редкоземельными элементами
2. Редкоземельные элементы, легированные в относительно зрелые в настоящее время активные оптические волокна: эрбий, неодим, празеодим, тулий и иттербий.
3. Краткое описание волоконного лазера комбинационного рассеяния света: Волоконный лазер по сути представляет собой преобразователь длины волны, который может преобразовывать длину волны накачки в свет определенной длины волны и выводить его в виде лазера. С физической точки зрения принцип усиления света заключается в том, чтобы обеспечить рабочий материал светом с длиной волны, которую он может поглотить, чтобы рабочий материал мог эффективно поглощать энергию и активироваться. Следовательно, в зависимости от легирующего материала соответствующая длина волны поглощения также различна, а требования к длине волны света накачки также различны.
2.3 Полупроводниковый лазер
Полупроводниковый лазер был успешно возбужден в 1962 году и достиг непрерывной мощности при комнатной температуре в 1970 году. Позже, после усовершенствований, были разработаны лазеры с двойным гетеропереходом и лазерные диоды с полосковой структурой (лазерные диоды), которые широко используются в волоконно-оптической связи, оптических дисках, лазерные принтеры, лазерные сканеры и лазерные указки (лазерные указки). В настоящее время они являются наиболее производимыми лазерами. Преимуществами лазерных диодов являются: высокая эффективность, малые размеры, малый вес и низкая цена. В частности, эффективность типа с множественными квантовыми ямами составляет 20–40%, а типа PN также достигает нескольких 15–25%. Короче говоря, высокая энергоэффективность является его самой большой особенностью. Кроме того, его непрерывная длина волны выходного сигнала охватывает диапазон от инфракрасного до видимого света, а также выпускаются изделия с выходной оптической импульсной мощностью до 50 Вт (длительность импульса 100 нс). Это пример лазера, который очень легко использовать в качестве лидара или источника возбуждающего света. Согласно зонной теории твердого тела, энергетические уровни электронов в полупроводниковых материалах образуют энергетические зоны. Высокоэнергетическая зона — это зона проводимости, низкоэнергетическая — валентная зона, и обе зоны разделены запрещенной зоной. При рекомбинации неравновесных электронно-дырочных пар, введенных в полупроводник, высвобождающаяся энергия излучается в виде люминесценции, которая представляет собой рекомбинационную люминесценцию носителей.
Преимущества полупроводниковых лазеров: малые размеры, малый вес, надежная работа, малое энергопотребление, высокий КПД и т. д.
2.4ИАГ-лазер
YAG-лазер, тип лазера, представляет собой лазерную матрицу с превосходными комплексными свойствами (оптическими, механическими и термическими). Как и другие твердотельные лазеры, основными компонентами YAG-лазеров являются рабочий материал лазера, источник накачки и резонансный резонатор. Однако в зависимости от типа активированных ионов, легированных в кристалл, различных источников и способов накачки, различной структуры используемого резонансного резонатора и других функциональных структурных устройств YAG-лазеры можно разделить на множество типов. Например, в зависимости от формы выходного сигнала его можно разделить на YAG-лазер непрерывного действия, YAG-лазер с повторяющейся частотой, импульсный лазер и т. д.; В зависимости от рабочей длины волны его можно разделить на YAG-лазер с длиной волны 1,06 мкм, YAG-лазер с удвоенной частотой, YAG-лазер со сдвигом частоты комбинационного рассеяния света, перестраиваемый YAG-лазер и т. д.; по легированию. Различные типы лазеров можно разделить на Nd:YAG-лазеры, YAG-лазеры с легированием Ho, Tm, Er и т. д.; по форме кристалла делятся на YAG-лазеры стержнеобразной и пластинчатой формы; В зависимости от различной выходной мощности их можно разделить на большую мощность, малую и среднюю мощность. YAG-лазер и т. д.
Станок для лазерной резки твердого YAG расширяет, отражает и фокусирует импульсный лазерный луч с длиной волны 1064 нм, затем излучает и нагревает поверхность материала. Поверхностное тепло распространяется внутрь за счет теплопроводности, а ширина, энергия, пиковая мощность и повторение лазерного импульса точно контролируются цифровым способом. Частота и другие параметры позволяют мгновенно плавить, испарять и испарять материал, тем самым обеспечивая резку, сварку и сверление по заданным траекториям с помощью системы ЧПУ.
Особенности: Эта машина имеет хорошее качество луча, высокую эффективность, низкую стоимость, стабильность, безопасность, большую точность и высокую надежность. Он объединяет в себе резку, сварку, сверление и другие функции, что делает его идеальным точным и эффективным гибким обрабатывающим оборудованием. Быстрая скорость обработки, высокая эффективность, хорошая экономическая выгода, небольшие прорези с прямыми краями, гладкая режущая поверхность, большое соотношение глубины к диаметру и минимальное соотношение сторон к ширине, термическая деформация, возможность обработки различных материалов, таких как твердые, хрупкие. , и мягкий. При обработке не возникает проблем с износом или заменой инструмента, а также нет механических изменений. Легко реализовать автоматизацию. Он может осуществлять обработку в особых условиях. КПД насоса высокий, примерно до 20%. По мере увеличения эффективности тепловая нагрузка на лазерную среду снижается, поэтому луч значительно улучшается. Он имеет длительный срок службы, высокую надежность, небольшой размер и легкий вес и подходит для миниатюризации.
Применение: Подходит для лазерной резки, сварки и сверления металлических материалов: таких как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, легированная сталь, алюминий и сплавы, медь и сплавы, титан и сплавы, никель-молибденовые сплавы и другие материалы. Широко применяется в авиационной, аэрокосмической, оружейной, корабельной, нефтехимической, медицинской, приборостроительной, микроэлектронной, автомобильной и других отраслях промышленности. Улучшается не только качество обработки, но и эффективность работы; Кроме того, YAG-лазер также может обеспечить точный и быстрый метод исследования для научных исследований.
По сравнению с другими лазерами:
1. YAG-лазер может работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах. Его импульсный выход может получать короткие и сверхкороткие импульсы с помощью технологии переключения добротности и синхронизации мод, что делает его диапазон обработки больше, чем у CO2-лазеров.
2. Его выходная длина волны составляет 1,06 мкм, что ровно на порядок меньше длины волны CO2-лазера, равной 10,06 мкм, поэтому он имеет высокую эффективность взаимодействия с металлом и хорошую производительность обработки.
3. Лазер YAG имеет компактную конструкцию, легкий вес, простоту и надежность в использовании, а также низкие требования к техническому обслуживанию.
4. Лазер YAG может быть соединен с оптическим волокном. С помощью системы мультиплексирования с временным разделением и разделением по мощности один лазерный луч можно легко передать на несколько рабочих станций или удаленных рабочих станций, что обеспечивает гибкость лазерной обработки. Поэтому при выборе лазера вы должны учитывать различные параметры и свои собственные потребности. Только таким образом лазер сможет проявить максимальную эффективность. Импульсные лазеры Nd:YAG, поставляемые Xinte Optoelectronics, подходят для промышленного и научного применения. Надежные и стабильные импульсные лазеры Nd:YAG обеспечивают выходную мощность импульса до 1,5 Дж при длине волны 1064 нм и частоте повторения до 100 Гц.
Время публикации: 17 мая 2024 г.
