Lasertoepassingen en classificatie

1. schijflaser

Het voorstel van het Disk Laser-ontwerpconcept loste effectief het thermische effectprobleem van vaste-stoflasers op en bereikte de perfecte combinatie van hoog gemiddeld vermogen, hoog piekvermogen, hoge efficiëntie en hoge straalkwaliteit van vaste-stoflasers. Schijflasers zijn een onvervangbare nieuwe laserlichtbron geworden voor verwerking op het gebied van auto's, schepen, spoorwegen, luchtvaart, energie en andere gebieden. De huidige krachtige schijflasertechnologie heeft een maximaal vermogen van 16 kilowatt en een straalkwaliteit van 8 mm milliradiaal, waardoor robotlaserlassen op afstand en grootformaat lasersnijden met hoge snelheid mogelijk is, wat brede perspectieven opent voor vastestoflasers in de industrie. het veld vankrachtige laserverwerking. Applicatie markt.

Voordelen van schijflasers:

1. Modulaire structuur

De schijflaser heeft een modulaire structuur en elke module kan ter plaatse snel worden vervangen. Het koelsysteem en het lichtgeleidingssysteem zijn geïntegreerd met de laserbron, met een compacte structuur, een kleine voetafdruk en snelle installatie en foutopsporing.

2. Uitstekende straalkwaliteit en gestandaardiseerd

Alle TRUMPF-schijflasers van meer dan 2 kW hebben een straalparameterproduct (BPP) gestandaardiseerd op 8 mm/mrad. De laser is onveranderlijk voor veranderingen in de bedrijfsmodus en is compatibel met alle TRUMPF-optieken.

3. Omdat de vlekgrootte in de schijflaser groot is, is de optische vermogensdichtheid die elk optisch element doorstaat klein.

De schadedrempel van coating van optische elementen bedraagt ​​gewoonlijk ongeveer 500 MW/cm2, en de schadedrempel van kwarts is 2-3GW/cm2. De vermogensdichtheid in de TRUMPF-schijflaserresonantieholte is gewoonlijk minder dan 0,5 MW/cm2, en de vermogensdichtheid op de koppelvezel is minder dan 30 MW/cm2. Een dergelijke lage vermogensdichtheid veroorzaakt geen schade aan optische componenten en veroorzaakt geen niet-lineaire effecten, waardoor de operationele betrouwbaarheid wordt gegarandeerd.

4. Gebruik real-time feedbackcontrolesysteem met laservermogen.

Het real-time feedbackcontrolesysteem kan het vermogen dat het T-stuk bereikt stabiel houden en de verwerkingsresultaten hebben een uitstekende herhaalbaarheid. De voorverwarmingstijd van de schijflaser is bijna nul en het instelbare vermogensbereik is 1% – 100%. Omdat de schijflaser het probleem van het thermische lenseffect volledig oplost, zijn het laservermogen, de vlekgrootte en de straaldivergentiehoek stabiel binnen het gehele vermogensbereik, en ondergaat het golffront van de straal geen vervorming.

5. De optische vezel kan plug-and-play zijn terwijl de laser blijft werken.

Wanneer een bepaalde optische vezel defect raakt, hoeft u bij het vervangen van de optische vezel alleen het optische pad van de optische vezel te sluiten zonder uit te schakelen, en andere optische vezels kunnen laserlicht blijven uitvoeren. Het vervangen van optische vezels is eenvoudig te bedienen, plug-and-play, zonder gereedschap of aanpassing van de uitlijning. Er is een stofdicht apparaat bij de straatingang om strikt te voorkomen dat stof het gebied met de optische componenten binnendringt.

6. Veilig en betrouwbaar

Zelfs als de emissiviteit van het materiaal dat wordt verwerkt zo hoog is dat laserlicht tijdens de verwerking wordt teruggekaatst in de laser, zal dit geen effect hebben op de laser zelf of op het verwerkingseffect, en zullen er geen beperkingen zijn op de materiaalverwerking of vezel lengte. De veiligheid van laserbediening is bekroond met het Duitse veiligheidscertificaat.

7. De pompdiodemodule is eenvoudiger en sneller

De op de pompmodule gemonteerde diode-array is eveneens modulair opgebouwd. Diode-arraymodules hebben een lange levensduur en hebben een garantie van 3 jaar of 20.000 uur. Er is geen downtime nodig, of het nu om een ​​geplande vervanging gaat of om een ​​onmiddellijke vervanging als gevolg van een plotselinge storing. Wanneer een module uitvalt, zal het besturingssysteem een ​​alarm geven en automatisch de stroom van andere modules verhogen om het uitgangsvermogen van de laser constant te houden. De gebruiker kan tien of zelfs tientallen uren doorwerken. Het vervangen van pompdiodemodules op de productielocatie is zeer eenvoudig en vereist geen training van de operator.

2.2Vezellaser

Vezellasers bestaan, net als andere lasers, uit drie delen: een versterkingsmedium (gedoteerde vezel) dat fotonen kan genereren, een optische resonantieholte waardoor fotonen kunnen worden teruggekoppeld en resonant worden versterkt in het versterkingsmedium, en een pompbron die exciteert fotonovergangen.

Kenmerken: 1. Optische vezels hebben een hoge verhouding tussen oppervlakte en volume, een goed warmteafvoereffect en kunnen continu werken zonder geforceerde koeling. 2. Als golfgeleidermedium heeft optische vezel een kleine kerndiameter en is hij gevoelig voor een hoge vermogensdichtheid binnen de vezel. Daarom hebben fiberlasers een hogere conversie-efficiëntie, een lagere drempel, een hogere versterking en een smallere lijnbreedte, en verschillen ze van optische vezels. Het koppelingsverlies is klein. 3. Omdat optische vezels een goede flexibiliteit hebben, zijn fiberlasers klein en flexibel, compact van structuur, kosteneffectief en gemakkelijk te integreren in systemen. 4. Optische vezels hebben ook behoorlijk wat afstembare parameters en selectiviteit, en kunnen een vrij breed afstemmingsbereik, goede spreiding en stabiliteit verkrijgen.

Fiberlaser classificatie:

1. Zeldzame aarde gedoteerde vezellaser

2. Zeldzame aardelementen die zijn gedoteerd in momenteel relatief volwassen actieve optische vezels: erbium, neodymium, praseodymium, thulium en ytterbium.

3. Samenvatting van vezelgestimuleerde Raman-verstrooiingslaser: Vezellaser is in wezen een golflengteomzetter, die de pompgolflengte kan omzetten in licht met een specifieke golflengte en dit kan uitvoeren in de vorm van een laser. Vanuit fysiek oogpunt is het principe van het genereren van lichtversterking het voorzien van het werkmateriaal van licht met een golflengte die het kan absorberen, zodat het werkmateriaal effectief energie kan absorberen en geactiveerd kan worden. Daarom is, afhankelijk van het doteringsmateriaal, de overeenkomstige absorptiegolflengte ook verschillend, en zijn de vereisten voor de golflengte van het licht ook verschillend.

2.3 Halfgeleiderlaser

Halfgeleiderlasers werden met succes opgewonden in 1962 en bereikten in 1970 een continu vermogen bij kamertemperatuur. Later, na verbeteringen, werden dubbele heterojunctielasers en streepgestructureerde laserdiodes (laserdiodes) ontwikkeld, die veel worden gebruikt in optische vezelcommunicatie, optische schijven, laserprinters, laserscanners en laserpointers (laserpointers). Ze zijn momenteel de meest geproduceerde laser. De voordelen van laserdiodes zijn: hoog rendement, klein formaat, laag gewicht en lage prijs. In het bijzonder is de efficiëntie van het type met meerdere kwantumputten 20 ~ 40%, en het PN-type bereikt ook enkele 15% ~ 25%. Kortom, een hoge energie-efficiëntie is het grootste kenmerk. Bovendien bestrijkt de continue uitgangsgolflengte het bereik van infrarood tot zichtbaar licht, en er zijn ook producten op de markt gebracht met een optische pulsuitgang tot 50 W (pulsbreedte 100 ns). Het is een voorbeeld van een laser die heel gemakkelijk te gebruiken is als lidar- of excitatielichtbron. Volgens de energiebandentheorie van vaste stoffen vormen de energieniveaus van elektronen in halfgeleidermaterialen energiebanden. De hoge energieband is de geleidingsband, de lage energieband is de valentieband en de twee banden worden gescheiden door de verboden band. Wanneer de elektronen-gatparen die niet in evenwicht zijn en die in de halfgeleider worden geïntroduceerd, recombineren, wordt de vrijgekomen energie uitgestraald in de vorm van luminescentie, wat de recombinatieluminescentie van dragers is.

Voordelen van halfgeleiderlasers: klein formaat, licht van gewicht, betrouwbare werking, laag stroomverbruik, hoog rendement, enz.

2.4YAG-laser

YAG-laser, een type laser, is een lasermatrix met uitstekende uitgebreide eigenschappen (optica, mechanica en thermisch). Net als andere vaste lasers zijn de basiscomponenten van YAG-lasers laserwerkmateriaal, pompbron en resonantieholte. Vanwege verschillende soorten geactiveerde ionen die in het kristal zijn gedoteerd, verschillende pompbronnen en pompmethoden, verschillende structuren van de gebruikte resonantieholte en andere gebruikte functionele structurele apparaten, kunnen YAG-lasers echter in vele typen worden verdeeld. Afhankelijk van de uitgangsgolfvorm kan deze bijvoorbeeld worden onderverdeeld in YAG-laser met continue golf, YAG-laser met herhaalde frequentie en pulslaser, enz .; afhankelijk van de bedrijfsgolflengte kan deze worden onderverdeeld in 1,06 μm YAG-laser, frequentie-verdubbelde YAG-laser, Raman-frequentie verschoven YAG-laser en afstembare YAG-laser, enz .; volgens doping Verschillende soorten lasers kunnen worden onderverdeeld in Nd:YAG-lasers, YAG-lasers gedoteerd met Ho, Tm, Er, enz.; afhankelijk van de vorm van het kristal zijn ze verdeeld in staafvormige en plaatvormige YAG-lasers; volgens verschillende uitgangsvermogens kunnen ze worden onderverdeeld in hoog vermogen en klein en middelgroot vermogen. YAG-laser, enz.

De solide YAG-lasersnijmachine zet de gepulseerde laserstraal uit, reflecteert en focusseert met een golflengte van 1064 nm, straalt vervolgens uit en verwarmt het oppervlak van het materiaal. De oppervlaktewarmte diffundeert naar het interieur door thermische geleiding, en de breedte, energie, piekvermogen en herhaling van de laserpuls worden nauwkeurig digitaal geregeld. Frequentie en andere parameters kunnen het materiaal onmiddellijk smelten, verdampen en verdampen, waardoor snijden, lassen en boren van vooraf bepaalde trajecten door het CNC-systeem wordt bereikt.

Kenmerken: Deze machine heeft een goede straalkwaliteit, hoog rendement, lage kosten, stabiliteit, veiligheid, meer precisie en hoge betrouwbaarheid. Het integreert snij-, las-, boor- en andere functies in één, waardoor het een ideale precisie- en efficiënte flexibele verwerkingsapparatuur is. Hoge verwerkingssnelheid, hoge efficiëntie, goede economische voordelen, kleine sleuven met rechte randen, glad snijoppervlak, grote diepte-diameterverhouding en minimale aspect-breedteverhouding thermische vervorming, en kan worden verwerkt op verschillende materialen zoals hard, bros , en zacht. Er is geen probleem van gereedschapsslijtage of vervanging tijdens de verwerking, en er is geen mechanische verandering. Automatisering is eenvoudig te realiseren. Zij kan verwerking onder bijzondere omstandigheden realiseren. Het pomprendement is hoog, tot ongeveer 20%. Naarmate de efficiëntie toeneemt, neemt de warmtebelasting van het lasermedium af, waardoor de straal aanzienlijk wordt verbeterd. Het heeft een lange levensduur, hoge betrouwbaarheid, klein formaat en lichtgewicht, en is geschikt voor miniaturisatietoepassingen.

Toepassing: Geschikt voor lasersnijden, lassen en boren van metalen materialen: zoals koolstofstaal, roestvrij staal, gelegeerd staal, aluminium en legeringen, koper en legeringen, titanium en legeringen, nikkel-molybdeenlegeringen en andere materialen. Op grote schaal gebruikt in de luchtvaart, ruimtevaart, wapens, schepen, petrochemie, medische industrie, instrumentatie, micro-elektronica, auto- en andere industrieën. Niet alleen de verwerkingskwaliteit wordt verbeterd, maar ook de werkefficiëntie wordt verbeterd; daarnaast kan de YAG laser ook zorgen voor een nauwkeurige en snelle onderzoeksmethode voor wetenschappelijk onderzoek.

Vergeleken met andere lasers:

1. YAG-laser kan zowel in puls- als continue modus werken. De pulsuitgang kan korte en ultrakorte pulsen verkrijgen via Q-switching en mode-locking-technologie, waardoor het verwerkingsbereik groter wordt dan dat van CO2-lasers.

2. De uitgangsgolflengte is 1,06um, wat precies één orde van grootte kleiner is dan de CO2-lasergolflengte van 10,06um, dus het heeft een hoge koppelingsefficiëntie met metaal en goede verwerkingsprestaties.

3. YAG-laser heeft een compacte structuur, lichtgewicht, eenvoudig en betrouwbaar gebruik en lage onderhoudsvereisten.

4. YAG-laser kan worden gekoppeld aan optische vezels. Met behulp van het tijdverdelings- en vermogensverdelingsmultiplexsysteem kan één laserstraal eenvoudig naar meerdere werkstations of externe werkstations worden verzonden, wat de flexibiliteit van laserverwerking vergemakkelijkt. Daarom moet u bij het selecteren van een laser rekening houden met verschillende parameters en uw eigen werkelijke behoeften. Alleen op deze manier kan de laser zijn maximale efficiëntie uitoefenen. Gepulseerde Nd:YAG-lasers van Xinte Optoelectronics zijn geschikt voor industriële en wetenschappelijke toepassingen. Betrouwbare en stabiele gepulseerde Nd:YAG-lasers bieden een pulsuitvoer tot 1,5 J bij 1064 nm met herhalingsfrequenties tot 100 Hz.