1. diskový laser
Návrh konceptu diskového laseru efektivně vyřešil problém tepelného efektu pevnolátkových laserů a dosáhl perfektní kombinace vysokého průměrného výkonu, vysokého špičkového výkonu, vysoké účinnosti a vysoké kvality paprsku pevnolátkových laserů. Diskové lasery se staly nenahraditelným novým zdrojem laserového světla pro zpracování v automobilovém, lodním, železničním, leteckém, energetickém a dalších oblastech. Současná technologie vysoce výkonných diskových laserů má maximální výkon 16 kilowattů a kvalitu paprsku 8 mm miliradiánů, což umožňuje robotické laserové dálkové svařování a velkoformátové laserové vysokorychlostní řezání, což otevírá široké perspektivy pro pevnolátkové lasery v oblasti...vysoce výkonné laserové zpracováníTrh aplikací.
Výhody diskových laserů:
1. Modulární struktura
Diskový laser má modulární strukturu, takže každý modul lze na místě rychle vyměnit. Chladicí systém a systém světlovodu jsou integrovány s laserovým zdrojem, což zajišťuje kompaktní konstrukci, malé rozměry a rychlou instalaci a ladění.
2. Vynikající kvalita paprsku a standardizace
Všechny kotoučové lasery TRUMPF s výkonem nad 2 kW mají součin parametrů paprsku (BPP) standardizovaný na 8 mm/mrad. Laser je neměnný vůči změnám provozního režimu a je kompatibilní se všemi optickými systémy TRUMPF.
3. Vzhledem k velké velikosti bodu v diskovém laseru je hustota optického výkonu, kterou snáší každý optický prvek, malá.
Práh poškození povlaku optického prvku je obvykle okolo 500 MW/cm2 a práh poškození křemene je 2–3 GW/cm2. Hustota výkonu v rezonanční dutině diskového laseru TRUMPF je obvykle menší než 0,5 MW/cm2 a hustota výkonu na vazebním vlákně je menší než 30 MW/cm2. Takto nízká hustota výkonu nezpůsobí poškození optických součástek a nevyvolá nelineární efekty, čímž je zajištěna provozní spolehlivost.
4. Přijměte systém zpětné vazby pro řízení výkonu laseru v reálném čase.
Systém zpětné vazby v reálném čase dokáže udržet stabilní výkon dosahující T-kusu a výsledky zpracování mají vynikající opakovatelnost. Doba předehřívání diskového laseru je téměř nulová a rozsah nastavitelného výkonu je 1 %–100 %. Protože diskový laser zcela řeší problém tepelného efektu čočky, výkon laseru, velikost bodu a úhel divergence paprsku jsou v celém rozsahu výkonu stabilní a vlnoplocha paprsku nepodléhá zkreslení.
5. Optické vlákno lze připojit a používat, zatímco laser pokračuje v provozu.
Pokud dojde k selhání určitého optického vlákna a jeho výměna, stačí pouze uzavřít optickou dráhu optického vlákna bez vypnutí, a ostatní optická vlákna mohou i nadále vysílat laserové světlo. Výměna optického vlákna se snadno ovládá, stačí jej zapojit a používat, bez použití jakéhokoli nářadí nebo seřizování. U vjezdu z ulice je prachotěsné zařízení, které striktně zabraňuje vniknutí prachu do oblasti optických komponent.
6. Bezpečné a spolehlivé
Během zpracování, i když je emisivita zpracovávaného materiálu tak vysoká, že se laserové světlo odráží zpět do laseru, nebude to mít žádný vliv na samotný laser ani na efekt zpracování a nebudou existovat žádná omezení ohledně zpracování materiálu ani délky vlákna. Bezpečnost laserového provozu byla oceněna německým bezpečnostním certifikátem.
7. Modul čerpací diody je jednodušší a rychlejší
Diodové pole namontované na čerpacím modulu je také modulární konstrukce. Moduly diodových polí mají dlouhou životnost a záruku 3 roky nebo 20 000 hodin. Nejsou nutné žádné prostoje, ať už se jedná o plánovanou výměnu nebo okamžitou výměnu z důvodu náhlé poruchy. Když jeden modul selže, řídicí systém spustí alarm a automaticky zvýší proud ostatních modulů, aby se udržel konstantní výstupní výkon laseru. Uživatel může pokračovat v práci deset nebo i desítky hodin. Výměna modulů čerpacích diod ve výrobě je velmi jednoduchá a nevyžaduje žádné školení obsluhy.
Vláknové lasery, stejně jako jiné lasery, se skládají ze tří částí: zesilovacího média (dopovaného vlákna), které může generovat fotony, optické rezonanční dutiny, která umožňuje zpětné vedení fotonů a jejich rezonanční zesilování v zesilovacím médiu, a zdroje pumpy, který excituje fotonové přechody.
Vlastnosti: 1. Optické vlákno má vysoký poměr „povrch/objem“, dobrý efekt odvodu tepla a může pracovat nepřetržitě bez nuceného chlazení. 2. Jako vlnovodové médium má optické vlákno malý průměr jádra a je náchylné k vysoké hustotě výkonu uvnitř vlákna. Vláknové lasery proto mají vyšší účinnost konverze, nižší práh, vyšší zisk a užší šířku čáry a liší se od optických vláken. Vazební ztráty jsou malé. 3. Vzhledem k dobré flexibilitě optických vláken jsou vláknové lasery malé a flexibilní, kompaktní konstrukce, cenově dostupné a snadno se integrují do systémů. 4. Optické vlákno má také poměrně mnoho laditelných parametrů a selektivity a může dosáhnout poměrně širokého rozsahu ladění, dobré disperze a stability.
Klasifikace vláknového laseru:
1. Vláknový laser dopovaný vzácnými zeminami
2. Prvky vzácných zemin dopované v současnosti relativně zralých aktivních optických vláknech: erbium, neodym, praseodym, thulium a ytterbium.
3. Shrnutí vláknového stimulovaného Ramanovského rozptylového laseru: Vláknový laser je v podstatě měnič vlnových délek, který dokáže převést vlnovou délku čerpacího zdroje na světlo specifické vlnové délky a vydat ho ve formě laseru. Z fyzikálního hlediska spočívá princip zesílení světla v tom, že pracovní materiál dostane světlo o vlnové délce, kterou dokáže absorbovat, aby pracovní materiál mohl efektivně absorbovat energii a být aktivován. Proto se v závislosti na dopujícím materiálu liší i odpovídající absorpční vlnová délka a liší se i požadavky na vlnovou délku světla čerpacího zdroje.
2.3 Polovodičový laser
Polovodičový laser byl úspěšně excitován v roce 1962 a v roce 1970 dosáhl kontinuálního výstupu při pokojové teplotě. Později, po vylepšeních, byly vyvinuty dvojité heterojunkční lasery a laserové diody s pruhovou strukturou (laserové diody), které se široce používají v optických vláknových komunikacích, optických discích, laserových tiskárnách, laserových skenerech a laserových ukazovátkách (laserových ukazovátkách). V současné době jsou nejvyráběnějšími lasery. Výhody laserových diod jsou: vysoká účinnost, malé rozměry, nízká hmotnost a nízká cena. Zejména účinnost typu s více kvantovými jámami je 20~40 % a typ PN dosahuje také několika 15%~25%. Stručně řečeno, vysoká energetická účinnost je jejich největší vlastností. Kromě toho jeho kontinuální výstupní vlnová délka pokrývá rozsah od infračerveného po viditelné světlo a komerčně se prodávají i produkty s optickým pulzním výstupem až 50 W (šířka pulzu 100 ns). Je to příklad laseru, který se velmi snadno používá jako lidar nebo excitační zdroj světla. Podle teorie energetických pásů pevných látek tvoří energetické hladiny elektronů v polovodičových materiálech energetické pásy. Vysokoenergetická hladina je vodivostní pásmo, nízkoenergetická je valenční pásmo a oba pásy jsou odděleny zakázaným pásem. Když se nerovnovážné elektron-děrové páry zavedené do polovodiče rekombinují, uvolněná energie je vyzařována ve formě luminiscence, což je rekombinační luminiscence nosičů náboje.
Výhody polovodičových laserů: malé rozměry, nízká hmotnost, spolehlivý provoz, nízká spotřeba energie, vysoká účinnost atd.
2.4YAG laser
YAG laser, typ laseru, je laserová matice s vynikajícími komplexními vlastnostmi (optika, mechanika a tepelné vlastnosti). Stejně jako jiné pevné lasery jsou základními komponenty YAG laserů laserový pracovní materiál, zdroj čerpacího napětí a rezonanční dutina. Vzhledem k různým typům aktivovaných iontů dopovaných v krystalu, různým zdrojům čerpacího napětí a metodám čerpání, různým strukturám použité rezonanční dutiny a dalším použitým funkčním strukturálním prvkům lze YAG lasery rozdělit do mnoha typů. Například podle výstupního tvaru vlny je lze rozdělit na kontinuální YAG laser, YAG laser s opakovanou frekvencí a pulzní laser atd.; podle provozní vlnové délky je lze rozdělit na 1,06μm YAG laser, YAG laser s dvojnásobnou frekvencí, Ramanův frekvenčně posunutý YAG laser a laditelný YAG laser atd.; podle dopování lze různé typy laserů rozdělit na Nd:YAG lasery, YAG lasery dopované Ho, Tm, Er atd.; podle tvaru krystalu se dělí na tyčové a deskové YAG lasery; Podle různých výstupních výkonů je lze rozdělit na vysoce výkonné a nízkovýkonné a střední výkony. YAG laser atd.
Řezací stroj na pevné materiály YAG laserem rozpíná, odráží a zaostřuje pulzní laserový paprsek o vlnové délce 1064 nm, poté vyzařuje a ohřívá povrch materiálu. Povrchové teplo se šíří dovnitř prostřednictvím tepelného vedení a šířka, energie, špičkový výkon a opakování laserového pulzu jsou přesně digitálně řízeny. Frekvence a další parametry mohou okamžitě roztavit, odpařit a vypařit materiál, čímž se pomocí CNC systému dosáhne řezání, svařování a vrtání po předem stanovených trajektoriích.
Vlastnosti: Tento stroj se vyznačuje dobrou kvalitou paprsku, vysokou účinností, nízkými náklady, stabilitou, bezpečností, větší přesností a vysokou spolehlivostí. Integruje řezání, svařování, vrtání a další funkce do jednoho, což z něj činí ideální přesné a efektivní flexibilní obráběcí zařízení. Rychlá rychlost zpracování, vysoká účinnost, dobré ekonomické výhody, malé rovné řezné štěrbiny, hladký řezný povrch, velký poměr hloubky k průměru a minimální tepelná deformace poměru stran k šířce a lze jej použít na různých materiálech, jako jsou tvrdé, křehké a měkké. Při obrábění nedochází k opotřebení nebo výměně nástrojů a nedochází k žádným mechanickým změnám. Je snadno automatizovatelný. Dokáže provádět obrábění za speciálních podmínek. Účinnost čerpadla je vysoká, až o 20 %. S rostoucí účinností se snižuje tepelné zatížení laserového média, takže se paprsek výrazně zlepšuje. Má dlouhou životnost, vysokou spolehlivost, malé rozměry a nízkou hmotnost a je vhodný pro miniaturizační aplikace.
Použití: Vhodné pro laserové řezání, svařování a vrtání kovových materiálů: jako je uhlíková ocel, nerezová ocel, legovaná ocel, hliník a slitiny, měď a slitiny, titan a slitiny, slitiny niklu a molybdenu a další materiály. Široce používán v letectví, kosmonautice, zbrojním průmyslu, lodním průmyslu, petrochemickém průmyslu, lékařství, přístrojovém průmyslu, mikroelektronice, automobilovém průmyslu a dalších průmyslových odvětvích. Nejenže se zlepšuje kvalita zpracování, ale také se zvyšuje efektivita práce; YAG laser navíc může poskytnout přesnou a rychlou výzkumnou metodu pro vědecký výzkum.
Ve srovnání s jinými lasery:
1. YAG laser může pracovat v pulzním i kontinuálním režimu. Jeho pulzní výstup umožňuje dosahovat krátkých i ultrakrátkých pulzů pomocí technologie Q-switching a uzamčení módů, čímž se jeho rozsah zpracování zvětšuje oproti CO2 laserům.
2. Jeho výstupní vlnová délka je 1,06 μm, což je přesně o řád menší než vlnová délka CO2 laseru 10,06 μm, takže má vysokou účinnost vazby s kovem a dobrý zpracovatelský výkon.
3. YAG laser má kompaktní konstrukci, nízkou hmotnost, snadné a spolehlivé použití a nízké nároky na údržbu.
4. YAG laser lze propojit s optickým vláknem. Díky systému časového dělení a výkonového multiplexu lze jeden laserový paprsek snadno přenášet na více pracovních stanic nebo vzdálených pracovních stanic, což usnadňuje flexibilitu laserového zpracování. Při výběru laseru je proto nutné zvážit různé parametry a vaše vlastní skutečné potřeby. Pouze tímto způsobem může laser dosáhnout maximální účinnosti. Pulzní Nd:YAG lasery dodávané společností Xinte Optoelectronics jsou vhodné pro průmyslové a vědecké aplikace. Spolehlivé a stabilní pulzní Nd:YAG lasery poskytují pulzní výstup až 1,5 J při 1064 nm s opakovací frekvencí až 100 Hz.
Čas zveřejnění: 17. května 2024
