1. láser de disco
A proposta do concepto de deseño do láser de disco resolveu eficazmente o problema do efecto térmico dos láseres de estado sólido e conseguiu a combinación perfecta de alta potencia media, alta potencia pico, alta eficiencia e alta calidade de feixe dos láseres de estado sólido. Os láseres de disco convertéronse nunha nova fonte de luz láser irremplazable para o procesamento nos campos da automoción, os barcos, os ferrocarrís, a aviación, a enerxía e outros campos. A tecnoloxía láser de disco de alta potencia actual ten unha potencia máxima de 16 quilovatios e unha calidade de feixe de 8 mm milirradianos, o que permite a soldadura remota por láser robótica e o corte de alta velocidade por láser de gran formato, abrindo amplas perspectivas para os láseres de estado sólido no campo deprocesamento láser de alta potenciaMercado de aplicacións.
Vantaxes dos láseres de disco:
1. Estrutura modular
O láser de disco adopta unha estrutura modular e cada módulo pódese substituír rapidamente in situ. O sistema de refrixeración e o sistema de guía de luz están integrados coa fonte láser, cunha estrutura compacta, un tamaño reducido e unha instalación e depuración rápidas.
2. Excelente calidade de feixe e estandarizada
Todos os láseres de disco TRUMPF de máis de 2 kW teñen un produto de parámetros de feixe (BPP) estandarizado a 8 mm/mrad. O láser é invariante aos cambios no modo de funcionamento e é compatible con todas as ópticas TRUMPF.
3. Dado que o tamaño do punto no láser de disco é grande, a densidade de potencia óptica soportada por cada elemento óptico é pequena.
O limiar de dano do revestimento do elemento óptico adoita ser duns 500 MW/cm2, e o limiar de dano do cuarzo é de 2-3 GW/cm2. A densidade de potencia na cavidade resonante do láser de disco TRUMPF adoita ser inferior a 0,5 MW/cm2, e a densidade de potencia na fibra de acoplamento é inferior a 30 MW/cm2. Unha densidade de potencia tan baixa non causará danos aos compoñentes ópticos nin producirá efectos non lineais, garantindo así a fiabilidade operativa.
4. Adoptar un sistema de control de retroalimentación en tempo real de potencia láser.
O sistema de control de retroalimentación en tempo real pode manter estable a potencia que chega á peza en T, e os resultados do procesamento teñen unha excelente repetibilidade. O tempo de prequecemento do láser de disco é case cero e o rango de potencia axustable é do 1 % ao 100 %. Dado que o láser de disco resolve completamente o problema do efecto de lente térmica, a potencia do láser, o tamaño do punto e o ángulo de diverxencia do feixe son estables dentro de todo o rango de potencia e a fronte de onda do feixe non sofre distorsión.
5. A fibra óptica pódese conectar e usar mentres o láser continúa funcionando.
Cando falla unha determinada fibra óptica, ao substituíla, só precisa pechar a ruta óptica da fibra óptica sen apagala, e outras fibras ópticas poden seguir emitindo luz láser. A substitución da fibra óptica é doada de operar, conectar e usar, sen ferramentas nin axuste de aliñamento. Hai un dispositivo a proba de po na entrada da rúa para evitar estritamente que o po entre na zona dos compoñentes ópticos.
6. Seguro e fiable
Durante o procesamento, mesmo se a emisividade do material que se está a procesar é tan alta que a luz láser se reflicte de volta ao láser, isto non terá ningún efecto sobre o propio láser nin sobre o efecto do procesamento, e non haberá restricións sobre o procesamento do material nin sobre a lonxitude da fibra. A seguridade do funcionamento do láser recibiu o certificado de seguridade alemán.
7. O módulo de díodos de bombeo é máis sinxelo e rápido
A matriz de díodos montada no módulo de bombeo tamén é de construción modular. Os módulos de matriz de díodos teñen unha longa vida útil e teñen unha garantía de 3 anos ou 20.000 horas. Non se require tempo de inactividade, xa sexa unha substitución planificada ou unha substitución inmediata debido a un fallo repentino. Cando un módulo falla, o sistema de control emite unha alarma e aumenta automaticamente a corrente doutros módulos de forma axeitada para manter constante a potencia de saída do láser. O usuario pode seguir traballando durante dez ou incluso ducias de horas. A substitución dos módulos de díodos de bombeo no lugar de produción é moi sinxela e non require formación do operador.
Os láseres de fibra, como outros láseres, están compostos de tres partes: un medio de ganancia (fibra dopada) que pode xerar fotóns, unha cavidade resonante óptica que permite que os fotóns sexan retroalimentados e amplificados resonantemente no medio de ganancia e unha fonte de bombeo que excita as transicións de fotóns.
Características: 1. A fibra óptica ten unha alta relación "superficie/volume", un bo efecto de disipación da calor e pode funcionar continuamente sen refrixeración forzada. 2. Como medio de guía de ondas, a fibra óptica ten un diámetro de núcleo pequeno e é propensa a unha alta densidade de potencia dentro da fibra. Polo tanto, os láseres de fibra teñen unha maior eficiencia de conversión, un limiar máis baixo, unha maior ganancia e un ancho de liña máis estreito, e son diferentes da fibra óptica. A perda de acoplamento é pequena. 3. Debido a que as fibras ópticas teñen boa flexibilidade, os láseres de fibra son pequenos e flexibles, de estrutura compacta, rendibles e fáciles de integrar nos sistemas. 4. A fibra óptica tamén ten bastantes parámetros e selectividade axustables, e pode obter un rango de axuste bastante amplo, boa dispersión e estabilidade.
Clasificación do láser de fibra:
1. Láser de fibra dopada con terras raras
2. Elementos de terras raras dopados en fibras ópticas activas actualmente relativamente maduras: erbio, neodimio, praseodimio, tulio e iterbio.
3. Resumo do láser de dispersión Raman estimulado por fibra: o láser de fibra é esencialmente un conversor de lonxitudes de onda que pode converter a lonxitude de onda da bombeada en luz dunha lonxitude de onda específica e emitila en forma de láser. Desde un punto de vista físico, o principio de xerar amplificación da luz é proporcionar ao material de traballo luz dunha lonxitude de onda que poida absorber, de xeito que o material de traballo poida absorber enerxía de forma eficaz e activarse. Polo tanto, dependendo do material dopante, a lonxitude de onda de absorción correspondente tamén é diferente e os requisitos da bombeada para a lonxitude de onda da luz tamén son diferentes.
2.3 Láser semicondutor
O láser semicondutor foi excitado con éxito en 1962 e alcanzou unha saída continua a temperatura ambiente en 1970. Posteriormente, tras melloras, desenvolvéronse láseres de dobre heteroxunción e díodos láser de estrutura de franxas (díodos láser), que se usan amplamente en comunicacións por fibra óptica, discos ópticos, impresoras láser, escáneres láser e punteiros láser (punteiros láser). Actualmente son os láseres máis producidos. As vantaxes dos díodos láser son: alta eficiencia, pequeno tamaño, peso lixeiro e baixo prezo. En particular, a eficiencia do tipo de pozo cuántico múltiple é do 20 ao 40 %, e o tipo PN tamén alcanza varios 15 % ao 25 %. En resumo, a alta eficiencia enerxética é a súa maior característica. Ademais, a súa lonxitude de onda de saída continua abrangue o rango desde o infravermello ata a luz visible, e tamén se comercializaron produtos con saída de pulso óptico de ata 50 W (ancho de pulso 100 ns). É un exemplo dun láser que é moi doado de usar como lidar ou fonte de luz de excitación. Segundo a teoría das bandas de enerxía dos sólidos, os niveis de enerxía dos electróns nos materiais semicondutores forman bandas de enerxía. A de alta enerxía é a banda de condución, a de baixa enerxía é a banda de valencia e as dúas bandas están separadas pola banda prohibida. Cando os pares electrón-burato fóra do equilibrio introducidos no semicondutor se recombinan, a enerxía liberada irradiase en forma de luminescencia, que é a luminescencia de recombinación dos portadores.
Vantaxes dos láseres semicondutores: tamaño pequeno, peso lixeiro, funcionamento fiable, baixo consumo de enerxía, alta eficiencia, etc.
2.4láser YAG
O láser YAG, un tipo de láser, é unha matriz láser con excelentes propiedades completas (ópticas, mecánicas e térmicas). Do mesmo xeito que outros láseres sólidos, os compoñentes básicos dos láseres YAG son o material de traballo do láser, a fonte de bombeo e a cavidade resonante. Non obstante, debido aos diferentes tipos de ións activados dopados no cristal, as diferentes fontes de bombeo e métodos de bombeo, as diferentes estruturas da cavidade resonante utilizadas e outros dispositivos estruturais funcionais utilizados, os láseres YAG pódense dividir en moitos tipos. Por exemplo, segundo a forma de onda de saída, pódense dividir en láser YAG de onda continua, láser YAG de frecuencia repetida e láser de pulso, etc.; segundo a lonxitude de onda de funcionamento, pódese dividir en láser YAG de 1,06 μm, láser YAG de frecuencia duplicada, láser YAG de frecuencia desprazada Raman e láser YAG sintonizable, etc.; segundo o dopaxe, os diferentes tipos de láseres pódense dividir en láseres Nd:YAG, láseres YAG dopados con Ho, Tm, Er, etc.; segundo a forma do cristal, divídense en láseres YAG en forma de vara e en forma de placa; segundo as diferentes potencias de saída, pódense dividir en alta potencia e pequena e media potencia. láser YAG, etc.
A máquina de corte láser YAG sólido expande, reflicte e enfoca o feixe láser pulsado cunha lonxitude de onda de 1064 nm, logo irradia e quenta a superficie do material. A calor superficial difúndese ao interior a través da condución térmica, e a anchura, a enerxía, a potencia máxima e a repetición do pulso láser contrólanse dixitalmente con precisión. A frecuencia e outros parámetros poden fundir, vaporizar e evaporar instantaneamente o material, conseguindo así o corte, a soldadura e a perforación de traxectorias predeterminadas a través do sistema CNC.
Características: Esta máquina ten boa calidade de feixe, alta eficiencia, baixo custo, estabilidade, seguridade, maior precisión e alta fiabilidade. Integra corte, soldadura, perforación e outras funcións nunha soa, o que a converte nun equipo de procesamento flexible ideal, preciso e eficiente. Velocidade de procesamento rápida, alta eficiencia, bos beneficios económicos, pequenas fendas rectas, superficie de corte lisa, gran relación profundidade-diámetro e deformación térmica mínima da relación aspecto-ancho, e pódese procesar en diversos materiais como duros, fráxiles e brandos. Non hai problema de desgaste ou substitución de ferramentas no procesamento e non hai cambios mecánicos. É doado de realizar a automatización. Pode realizar o procesamento en condicións especiais. A eficiencia da bomba é alta, ata aproximadamente o 20 %. A medida que aumenta a eficiencia, a carga térmica do medio láser diminúe, polo que o feixe mellora moito. Ten unha longa vida útil, alta fiabilidade, pequeno tamaño e peso lixeiro, e é axeitado para aplicacións de miniaturización.
Aplicación: Adecuado para corte con láser, soldadura e perforación de materiais metálicos: como aceiro ao carbono, aceiro inoxidable, aceiro de aliaxe, aluminio e aliaxes, cobre e aliaxes, titanio e aliaxes, aliaxes de níquel-molibdeno e outros materiais. Amplamente utilizado na aviación, aeroespacial, armas, barcos, petroquímica, médica, instrumentación, microelectrónica, automóbil e outras industrias. Non só mellora a calidade do procesamento, senón tamén a eficiencia do traballo; ademais, o láser YAG tamén pode proporcionar un método de investigación preciso e rápido para a investigación científica.
En comparación con outros láseres:
1. O láser YAG pode funcionar tanto en modo de pulso como continuo. A súa saída de pulso pode obter pulsos curtos e ultracurtos mediante a tecnoloxía de conmutación Q e bloqueo de modo, o que fai que o seu rango de procesamento sexa maior que o dos láseres de CO2.
2. A súa lonxitude de onda de saída é de 1,06 µm, que é exactamente unha orde de magnitude menor que a lonxitude de onda do láser de CO2 de 10,06 µm, polo que ten unha alta eficiencia de acoplamento co metal e un bo rendemento de procesamento.
3. O láser YAG ten unha estrutura compacta, peso lixeiro, uso sinxelo e fiable e baixos requisitos de mantemento.
4. O láser YAG pódese acoplar con fibra óptica. Coa axuda do sistema multiplexado de división de tempo e división de potencia, un raio láser pódese transmitir facilmente a varias estacións de traballo ou estacións de traballo remotas, o que facilita a flexibilidade do procesamento con láser. Polo tanto, ao seleccionar un láser, debes ter en conta varios parámetros e as túas propias necesidades reais. Só deste xeito o láser pode exercer a súa máxima eficiencia. Os láseres Nd:YAG pulsados proporcionados por Xinte Optoelectronics son axeitados para aplicacións industriais e científicas. Os láseres Nd:YAG pulsados fiables e estables proporcionan unha saída de pulso de ata 1,5 J a 1064 nm con taxas de repetición de ata 100 Hz.
Data de publicación: 17 de maio de 2024
