Il-prinċipju tal-laser
Il-lejżer jikkonsisti minn sors ta 'pompa, mezz ta' qligħ b'livell ta 'enerġija metastabbli, u reżonatur. Meta tieħu l-lejżer tal-fibra ippumpjata tas-semikondutturi bħala eżempju, il-proċess speċifiku tal-ġenerazzjoni tal-lejżer jista 'jinqasam fil-ħames passi li ġejjin fid-dettall:
- Fl-ewwel pass, id-dawl tal-pompa jiġi introdott, u l-lejżer semikonduttur, bħala s-sors tal-pompa tal-lejżer, jarmi d-dawl tal-pompa b'ċertu wisa 'tal-linja u jidħol fil-fibra wara li jgħaddi mill-combiner tar-raġġ;
- Fit-tieni pass, il-medja tal-gwadann hija enerġizzata, u l-fibra tal-qligħ tassorbi d-dawl tal-pompa ta 'wavelength speċifiku, li jagħmel it-tranżizzjoni tal-livell tal-enerġija tal-partiċella sa stat metastabbli;
- Fit-tielet pass, il-fotoni huma ffurmati b'emissjoni spontanja, u l-partiċelli ta 'l-istat metastabbli jittranżitu spontanjament 'l isfel biex jirrilaxxaw l-enerġija, li jipproduċu fotoni b'direzzjonijiet u fażijiet differenti;
- Ir-raba 'pass huwa li tirrealizza amplifikazzjoni ottika permezz ta' radjazzjoni stimulata. Il-fotoni li jiċċaqilqu tul l-assi jistgħu jimxu 'l quddiem u 'l quddiem bejn il-mirja (gradilja) (fotoni li ma jaħdmux tul l-assi jaħarbu malajr), u fotoni jistgħu jiġġeneraw fotoni omoġenji meta jiltaqgħu ma' partiċelli ta 'enerġija għolja -(metastabbli) fil-medju ta' gwadann, sabiex jinkiseb effett ta 'amplifikazzjoni ottika;
- Il-ħames pass, output tal-lejżer, wara li tilħaq ċerti rekwiżiti biex tinkiseb forma kontinwa jew polz ta 'output tal-lejżer.
Klassifikazzjoni tal-lejżer
Hemm erba 'klassifikazzjonijiet komuni tal-lejżers: qligħ medju, qawwa tal-ħruġ, mod ta' tħaddim, u wisa 'tal-polz.
Skont il-medju tal-qligħ: il-mezz tal-qligħ tal-lejżer jinkludi gass, likwidu u solidu. Il-medja tal-gwadann speċifiku jiddetermina l-wavelength tal-lejżer, il-qawwa tal-ħruġ, u l-qasam tal-applikazzjoni. Lejżer tal-gass CO2 huwa rappreżentattiv fil-gass, laser ruby, laser semikonduttur, laser f'fibra, u laser YAG huma rappreżentattivi fis-solidu.
Skont il-qawwa tal-ħruġ: tista 'tinqasam f'qawwa żgħira (0-100w), qawwa medja (100-1kw), u qawwa għolja (fuq 1kW); iżda xi drabi hija definita bħala qawwa medja fil-medda ta '100-1.5kw. Qawwa tal-lejżer differenti tadatta għal xenarji ta 'applikazzjoni differenti.
Skont il-mod tax-xogħol: jista 'jinqasam f'laser kontinwu u laser tal-polz. Il-lejżer CW jista 'joħroġ kontinwament għal perjodu twil ta' żmien, b'tħaddim stabbli u effett termali għoli. Lejżer tal-polz joħroġ fil-forma ta 'polz, li huwa kkaratterizzat minn qawwa għolja għolja u effett termali żgħir.
Għal paragun minn ras-i-ras taż-żewġ modi operattivi, ara l-Differenzi tal-lejżer CW vs QCW.
Skont it-tul tal-ħin tal-polz, il-laser tal-polz jista 'jinqasam aktar f'millisekondi, mikrosekondi, nanosekondi, pikosekondi u femtosekondi. B'mod ġenerali, iktar ma jkun iqsar il-ħin tal-polz, iktar tkun għolja l-enerġija tal-polz wieħed, iktar ikun idjaq il-wisa 'tal-polz, u iktar tkun għolja l-eżattezza tal-ipproċessar.
Bejn il-polz u l-operazzjoni kontinwa tpoġġi ibridu ta 'min jaf: tagħnaQCW kważi-gwida tal-lejżer kontinwa.
Skont il-wavelength tal-ħruġ: jista 'jinqasam fil-lejżer infra-aħmar, laser viżibbli, laser UV, eċċ. Strutturi differenti ta' materjali jistgħu jassorbu firxa ta 'wavelength differenti, pereżempju, metall għandu assorbiment ogħla ta' qrib -infra-aħmar.
Lejżer tal-fibra għandu vantaġġi pendenti fl-ipproċessar tal-materjal
Lejżer tal-fibra jippromwovi l-iżvilupp ta 'metodi ta' pproċessar tal-lejżer fil-wisa 'u fil-fond. Fil-qasam tradizzjonali, il-laser ta 'qawwa għolja-jippromwovi l-penetrazzjoni tat-tagħmir tal-lejżer fil-qtugħ, l-iwweldjar, l-immarkar, u rabtiet oħra ta' tagħmir ta 'livell għoli-bħal aerospazjali, trasport, eċċ. Fil-qasam emerġenti, il-laser tal-fibra jwessa 'l-fond tal-ipproċessar tal-lejżer u jifforma suq inkrementali, prinċipalment inkluż ipproċessar ta' preċiżjoni fil-qasam tal-batterija tal-konsum, semikonduttur ieħor, semikonduttur tal-konsumatur.
Mil-lat tekniku, il-laser tal-fibra huwa superjuri għal lejżers oħra. Il-vantaġġi tekniċi tal-laser tal-fibra għall-ipproċessar huma: 1) kwalità tajba tar-raġġ, faċli biex tinkiseb qawwa għolja . 2) L-erja tal-wiċċ kbira tal-fibra ottika, dissipazzjoni tajba tas-sħana. 3) Il-mogħdija ottika hija kompletament magħluqa, bi stabbiltà tajba, ħajja twila ta 'servizz, u inqas manutenzjoni . 4) Daqs żgħir, trasmissjoni flessibbli . 5) Il-firxa tal-mewġa ta' 2000th li huwa aktar applikabbli fil-qasam tal-ipproċessar tal-materjal.
Mill-perspettiva tal-ispiża, il-laser tal-fibra għandu vantaġġ tal-prestazzjoni tal-ispiża għolja ħafna-. Ħu laser CO2 bħala paragun:
- Minħabba l-kwalità għolja tar-raġġ u r-rata għolja ta 'assorbiment tal-materjal, il-veloċità tal-ipproċessar tal-laser tal-fibra hija aktar mgħaġġla. Meta tieħu l-qtugħ ta 'pjanċa rqiqa bħala eżempju, il-veloċità tat-tqattigħ tal-laser tal-fibra tista' tilħaq 2-3 darbiet ta 'dik tal-lejżer CO2 bl-istess qawwa;
- Ir-rata ta 'konverżjoni elettro-ottika tal-laser tal-fibra hija aktar minn 30% u l-konsum tal-enerġija huwa baxx. Il-mogħdija ottika tal-lejżer CO2 tiddependi kompletament mir-riflettur. Il-mogħdija ottika titmermer malajr u t-telf ta 'enerġija huwa aktar. Ir-rata ta' konverżjoni elettro-ottika hija taħt l-10%;
- L-istruttura tal-laser tal-fibra hija sempliċi u stabbli, il-mogħdija ottika esterna hija ħielsa mill-manutenzjoni-, il-ħin medju bejn il-fallimenti huwa aktar minn 100000 siegħa, u bażikament m'hemm l-ebda konsumabbli. L-istruttura tas-sistema tal-lejżer CO2 hija kumplessa, ir-riflettur u r-resonatur jeħtieġu manutenzjoni regolari, l-ispiża tas-sostituzzjoni tal-bearing tat-turbini hija għalja u l-ispiża tal-manutenzjoni hija għolja.
Tqabbil tal-parametri ewlenin tal-prestazzjoni tal-laser industrijali kilowatt fis-suq, meta mqabbel ma 'lejżers oħra, laser tal-fibra għandu l-vantaġġi ta' kwalità tajba tar-raġġ tal-laser, densità għolja ta 'enerġija, effiċjenza għolja elettro-ottika, faċli biex tużah, firxa wiesgħa ta' materjali Machinable, spiża baxxa ta 'operazzjoni komprensiva, eċċ. oqsma oħra ta 'pproċessar ta' materjali u komunikazzjoni ottika, magħrufa bħala l-"laser tat-tielet-ġenerazzjoni", għandhom prospetti wesgħin ta 'applikazzjoni.
Il-lejżer jinsab fiċ-ċentru tal-katina tal-industrija tal-lejżer, u ċ-Ċina saret l-akbar u l-aktar suq tal-lejżer li qed jikber-fid-dinja. Il-lejżer huwa l-komponent ottiku tal-qalba tat-tagħmir tal-laser terminali, li jinsab fil-pożizzjoni ċentrali tal-katina industrijali kollha. Fl-istess ħin, mil-lat tal-ispiża, l-ispiża tal-lejżer tammonta għal madwar 30% - 50% tal-ispiża totali tat-tagħmir, li hija l-aktar komponent ewlieni siewi tat-tagħmir tal-lejżer.
B'ħarsa 'l quddiem, is-settur qed jidħol f'dak li ħafna jsejħu l-età tad-deheb tal-iżvilupp tal-laser fit-tliet deċennji li ġejjin.