1. дисковий лазер
Пропонована концепція проектування дискового лазера ефективно вирішила проблему теплового ефекту твердотільних лазерів та досягла ідеального поєднання високої середньої потужності, високої пікової потужності, високої ефективності та високої якості променя твердотільних лазерів. Дискові лазери стали незамінним новим джерелом лазерного світла для обробки в автомобільній, корабельній, залізничній, авіаційній, енергетичній та інших галузях. Сучасна технологія високопотужних дискових лазерів має максимальну потужність 16 кіловат та якість променя 8 мм мілірадіан, що дозволяє виконувати дистанційне роботизоване лазерне зварювання та високошвидкісне лазерне різання великого формату, відкриваючи широкі перспективи для твердотільних лазерів у галузі...потужна лазерна обробкаРинок додатків.
Переваги дискових лазерів:
1. Модульна структура
Дисковий лазер має модульну структуру, і кожен модуль можна швидко замінити на місці. Система охолодження та система світловода інтегровані з лазерним джерелом, що забезпечує компактну структуру, невеликі розміри, а також швидке встановлення та налагодження.
2. Відмінна якість променя та стандартизований
Усі дискові лазери TRUMPF потужністю понад 2 кВт мають стандартизований добуток параметрів променя (BPP) на рівні 8 мм/мрад. Лазер не змінюється в режимі роботи та сумісний з усією оптикою TRUMPF.
3. Оскільки розмір плями в дисковому лазері великий, щільність оптичної потужності, яку витримує кожен оптичний елемент, мала.
Поріг пошкодження покриття оптичного елемента зазвичай становить близько 500 МВт/см2, а поріг пошкодження кварцу — 2-3 ГВт/см2. Щільність потужності в резонаторі дискового лазера TRUMPF зазвичай менше 0,5 МВт/см2, а щільність потужності на зв'язуючому волокні менше 30 МВт/см2. Така низька щільність потужності не призведе до пошкодження оптичних компонентів і не створить нелінійних ефектів, що забезпечує надійність експлуатації.
4. Використовуйте систему керування лазерною потужністю у режимі реального часу зі зворотним зв'язком.
Система керування зі зворотним зв'язком у реальному часі може підтримувати стабільну потужність, що досягає Т-подібного елемента, а результати обробки мають чудову повторюваність. Час попереднього нагрівання дискового лазера практично дорівнює нулю, а діапазон регулювання потужності становить від 1% до 100%. Оскільки дисковий лазер повністю вирішує проблему ефекту теплової лінзи, потужність лазера, розмір плями та кут розбіжності променя стабільні в усьому діапазоні потужності, а хвильовий фронт променя не спотворюється.
5. Оптичне волокно можна підключити та використовувати, поки лазер продовжує працювати.
Коли певне оптичне волокно виходить з ладу, під час заміни оптичного волокна вам потрібно лише перекрити оптичний шлях оптичного волокна без вимикання, і інші оптичні волокна можуть продовжувати випромінювати лазерне світло. Заміна оптичного волокна проста в експлуатації, підключається та працює, не потребує жодних інструментів чи регулювання вирівнювання. На в'їзді з вулиці є пилозахисний пристрій, який суворо запобігає потраплянню пилу в зону оптичних компонентів.
6. Безпечний та надійний
Під час обробки, навіть якщо коефіцієнт випромінювання оброблюваного матеріалу настільки високий, що лазерне світло відбивається назад у лазер, це не матиме жодного впливу на сам лазер або ефект обробки, і не буде жодних обмежень щодо обробки матеріалу чи довжини волокна. Безпека лазерної роботи була підтверджена німецьким сертифікатом безпеки.
7. Модуль діода накачування простіший та швидший
Діодна матриця, встановлена на насосному модулі, також має модульну конструкцію. Модулі діодних матриць мають тривалий термін служби та гарантію 3 роки або 20 000 годин. Не потрібен простій, незалежно від того, чи це планова заміна, чи негайна заміна через раптову поломку. Коли модуль виходить з ладу, система керування спрацьовує сигналізацією та автоматично збільшує струм інших модулів відповідно, щоб підтримувати постійну вихідну потужність лазера. Користувач може продовжувати працювати протягом десяти або навіть десятків годин. Заміна модулів насосних діодів на виробничому майданчику дуже проста та не вимагає навчання оператора.
Волоконні лазери, як і інші лазери, складаються з трьох частин: підсилюючого середовища (легованого волокна), яке може генерувати фотони, оптичного резонансного резонатора, який дозволяє фотонам повертатися назад і резонансно посилюватися в підсилюючому середовищі, і джерела накачування, яке збуджує фотонні переходи.
Характеристики: 1. Оптичне волокно має високе співвідношення «площа поверхні до об'єму», хороший ефект розсіювання тепла та може працювати безперервно без примусового охолодження. 2. Як хвилеводне середовище, оптичне волокно має малий діаметр серцевини та схильне до високої щільності потужності всередині волокна. Тому волоконні лазери мають вищу ефективність перетворення, нижчий поріг, вище підсилення та вужчу ширину лінії, і відрізняються від оптичного волокна невеликими втратами на зв'язок. 3. Оскільки оптичні волокна мають добру гнучкість, волоконні лазери є невеликими та гнучкими, компактними за структурою, економічно ефективними та легко інтегруються в системи. 4. Оптичне волокно також має досить багато настроюваних параметрів та селективності, і може отримати досить широкий діапазон налаштування, хорошу дисперсію та стабільність.
Класифікація волоконних лазерів:
1. Волоконні лазери, леговані рідкісноземельними елементами
2. Рідкісноземельні елементи, леговані у відносно зрілих на даний момент активних оптичних волокнах: ербій, неодим, празеодим, тулій та ітербій.
3. Короткий опис волоконного лазера комбінаційного розсіювання: Волоконний лазер, по суті, є перетворювачем довжини хвилі, який може перетворювати довжину хвилі накачування на світло певної довжини хвилі та видавати його у вигляді лазера. З фізичної точки зору, принцип генерації підсилення світла полягає в тому, щоб забезпечити робочий матеріал світлом довжини хвилі, яку він може поглинути, щоб робочий матеріал міг ефективно поглинати енергію та активуватися. Тому залежно від легуючого матеріалу, відповідна довжина хвилі поглинання також відрізняється, а вимоги до довжини хвилі світла накачування також відрізняються.
2.3 Напівпровідниковий лазер
Напівпровідниковий лазер був успішно збуджений у 1962 році та досяг безперервного випромінювання при кімнатній температурі у 1970 році. Пізніше, після вдосконалень, були розроблені лазери з подвійним гетеропереходом та лазерні діоди зі смугастою структурою (лазерні діоди), які широко використовуються в оптичному зв'язку, оптичних дисках, лазерних принтерах, лазерних сканерах та лазерних указках (лазерних указках). Наразі вони є найбільш виробленими лазерами. Перевагами лазерних діодів є: висока ефективність, малий розмір, мала вага та низька ціна. Зокрема, ефективність лазерів з кількома квантовими ямами становить 20~40%, а PN-типу також досягає кількох 15%~25%. Коротше кажучи, висока енергоефективність є їхньою найважливішою особливістю. Крім того, його безперервна довжина хвилі випромінювання охоплює діапазон від інфрачервоного до видимого світла, а також комерціалізовані продукти з оптичним імпульсним виходом до 50 Вт (тривалість імпульсу 100 нс). Це приклад лазера, який дуже легко використовувати як лідар або джерело збуджувального світла. Згідно з теорією енергетичних зон твердих тіл, енергетичні рівні електронів у напівпровідникових матеріалах утворюють енергетичні зони. Високоенергетична зона є зоною провідності, низькоенергетична – валентною зоною, а ці дві зони розділені забороненою зоною. Коли нерівноважні електронно-діркові пари, введені в напівпровідник, рекомбінують, вивільнена енергія випромінюється у вигляді люмінесценції, яка є рекомбінаційною люмінесценцією носіїв заряду.
Переваги напівпровідникових лазерів: малі розміри, мала вага, надійна робота, низьке енергоспоживання, висока ефективність тощо.
2.4YAG-лазер
YAG-лазер, тип лазера, являє собою лазерну матрицю з чудовими комплексними властивостями (оптичними, механічними та тепловими). Як і в інших твердотільних лазерах, основними компонентами YAG-лазерів є робочий матеріал лазера, джерело накачування та резонансний резонатор. Однак, через різні типи активованих іонів, легованих у кристалі, різні джерела накачування та методи накачування, різні структури резонансного резонатора та інші функціональні структурні пристрої, що використовуються, YAG-лазери можна розділити на багато типів. Наприклад, за формою вихідної хвилі їх можна розділити на YAG-лазер безперервної хвилі, YAG-лазер повторюваної частоти та імпульсний лазер тощо; за робочою довжиною хвилі їх можна розділити на 1,06 мкм YAG-лазер, YAG-лазер з подвоєною частотою, YAG-лазер з раманівським зсувом частоти та YAG-лазер з настроюваною частотою тощо; за легуванням різні типи лазерів можна розділити на Nd:YAG-лазери, YAG-лазери, леговані Ho, Tm, Er тощо; за формою кристала їх поділяють на стрижневі та пластинчасті YAG-лазери; Залежно від різної вихідної потужності їх можна розділити на високопотужні та мало- та середньої потужності. YAG-лазер тощо.
Верстат для лазерного різання твердих матеріалів YAG розширює, відбиває та фокусує імпульсний лазерний промінь з довжиною хвилі 1064 нм, потім випромінює та нагріває поверхню матеріалу. Поверхневе тепло дифундує всередину завдяки теплопровідності, а ширина, енергія, пікова потужність та повторення лазерного імпульсу точно контролюються цифровим способом. Частота та інші параметри дозволяють миттєво плавити, випаровувати та випаровувати матеріал, тим самим забезпечуючи різання, зварювання та свердління за заздалегідь визначеними траєкторіями за допомогою системи ЧПУ.
Характеристики: Цей верстат має гарну якість променя, високу ефективність, низьку вартість, стабільність, безпеку, більшу точність та високу надійність. Він поєднує різання, зварювання, свердління та інші функції в одне ціле, що робить його ідеальним точним та ефективним гнучким обробним обладнанням. Висока швидкість обробки, висока ефективність, хороші економічні переваги, малі прямолінійні прорізи, гладка поверхня різу, велике співвідношення глибини до діаметра та мінімальне співвідношення сторін до ширини від термічної деформації, а також може обробляти різні матеріали, такі як тверді, крихкі та м'які. Немає проблем зі зносом або заміною інструменту під час обробки, а також немає механічних змін. Легко реалізується автоматизація. Він може виконувати обробку за спеціальних умов. ККД насоса високий, приблизно до 20%. Зі збільшенням ККД теплове навантаження лазерного середовища зменшується, тому промінь значно покращується. Він має тривалий термін служби, високу надійність, невеликий розмір та легку вагу, і підходить для мініатюризації.
Застосування: Підходить для лазерного різання, зварювання та свердління металевих матеріалів: таких як вуглецева сталь, нержавіюча сталь, легована сталь, алюміній та сплави, мідь та сплави, титан та сплави, нікель-молібденові сплави та інші матеріали. Широко використовується в авіації, аерокосмічній промисловості, збройовій промисловості, кораблях, нафтохімічній, медичній, приладобудівній, мікроелектронічній, автомобільній та інших галузях промисловості. Покращує не тільки якість обробки, але й ефективність роботи; крім того, YAG-лазер також може забезпечити точний та швидкий метод дослідження для наукових досліджень.
Порівняно з іншими лазерами:
1. YAG-лазер може працювати як в імпульсному, так і в безперервному режимах. Його імпульсний вихід дозволяє отримувати короткі та надкороткі імпульси завдяки технології Q-перемикання та синхронізації мод, що робить його діапазон обробки ширшим, ніж у CO2-лазерів.
2. Його вихідна довжина хвилі становить 1,06 мкм, що рівно на порядок менше, ніж довжина хвилі CO2-лазера 10,06 мкм, тому він має високу ефективність зв'язку з металом та хороші технологічні характеристики.
3. YAG-лазер має компактну структуру, легку вагу, простий та надійний у використанні, а також низькі вимоги до обслуговування.
4. YAG-лазер можна з'єднати з оптичним волокном. Завдяки системі часового та потужностного мультиплексування один лазерний промінь можна легко передавати на кілька робочих станцій або віддалених робочих станцій, що забезпечує гнучкість лазерної обробки. Тому, вибираючи лазер, необхідно враховувати різні параметри та власні фактичні потреби. Тільки таким чином лазер може досягти максимальної ефективності. Імпульсні Nd:YAG-лазери, що постачаються компанією Xinte Optoelectronics, підходять для промислового та наукового застосування. Надійні та стабільні імпульсні Nd:YAG-лазери забезпечують імпульсну вихідну потужність до 1,5 Дж при 1064 нм з частотою повторення до 100 Гц.
Час публікації: 17 травня 2024 р.
