Az pa lézer gyűrűje
A lézer szivattyúforrásból, metastabilis energiaszintű erősítő közegből és egy rezonátorból áll. Példaként véve a félvezető szivattyúzott szálaszervet, a lézergenerálás specifikus folyamatát az alábbiakban részletezett öt lépésre oszthatjuk:
Az első lépésben bevezetik a szivattyú fényét, és a félvezető lézer, mint a lézer szivattyú forrása, egy meghatározott vonalvastagsággal bocsát ki a szivattyú fényét, és miután áthalad a nyaláb kombinátorán;
A második lépésben az erősítő közeg energiát kap, és az erősítő rost elnyel egy meghatározott hullámhosszúságú szivattyú fényét, ami a részecske energiaszintjének átalakulását metastabil állapotba hozza;
A harmadik lépésben a fotonokat spontán emisszióval hozzák létre, és a metastabil állapotú részecskék spontán lefelé haladnak az energia felszabadítása céljából, különféle irányú és fázisú fotonokat állítva elő;
A negyedik lépés az optikai erősítés megvalósítása stimulált sugárzással. A tengely mentén mozgó fotonok vissza-vissza mozoghatnak a tükrök (rácsok) között (a tengely mentén nem futó fotonok gyorsan elmenekülnek), és a fotonok homogén fotonokat hozhatnak létre, amikor nagy energiájú (metastabilis) részecskékkel találkoznak a nyereség közegben, így optikai erősítő hatás elérése;
Az ötödik lépés, a lézerkimenet, miután bizonyos követelményeket teljesítettünk a lézerkibocsátás folyamatos vagy impulzusos formájának elérése érdekében.
Lézeres osztályozás
A lézerek négy általános osztályozása létezik: közepes erő, kimeneti teljesítmény, működési mód és impulzusszélesség.
Az erősítő közeg szerint: a lézer erősítő közege magában foglalja a gázt, a folyadékot és a szilárd anyagot. A specifikus erősítő közeg meghatározza a lézer hullámhosszát, a kimeneti teljesítményt és az alkalmazási mezőt. A CO 2 gáz lézer reprezentatív a gázban, rubin lézer, félvezető lézer, rost lézer és YAG lézer reprezentatív szilárd anyagban.
A kimeneti teljesítmény szerint: felosztható kis teljesítményre (0-100w), közepes teljesítményre (100-1kw) és nagy teljesítményre ( 1 kW feletti); de néha közepes teljesítményként definiálják a 1 00-1. 5 kw tartományban. A különböző lézerteljesítmény alkalmazkodik a különböző alkalmazási helyzetekhez.
Munkamód szerint: folyamatos lézerre és impulzus lézerre osztható. A CW lézer hosszú ideig folyamatosan képes leadni, stabil működéssel és magas hőhatással. Az impulzus lézert impulzus formájában adják ki, amelyet nagy csúcsteljesítmény és kis hőhatás jellemez. Az impulzusidő hossza szerint az impulzus-lézert tovább lehet osztani milliszekundumban, mikrosekundumban, nanoszekundumban, pikoszekundumban és femtoszekundumban. Általánosságban elmondható, hogy minél rövidebb az impulzus ideje, annál nagyobb az egy impulzus energiája, annál szűkebb az impulzus szélessége és annál nagyobb a feldolgozási pontosság.
A kimeneti hullámhossz szerint: infravörös lézerre, látható lézerre, UV lézerre osztható stb.
A rostos lézernek kiemelkedő előnyei vannak az anyagfeldolgozásban
A rostos lézer elősegíti a lézerfeldolgozási módszerek fejlesztését széles és mélységben. A hagyományos területen a nagyteljesítményű lézer elősegíti a lézerberendezések behatolását a csúcskategóriás berendezések vágására, hegesztésére, jelölésére és egyéb összeköttetéseire, mint például a repülőgép, a szállítás stb. lézeres feldolgozás és növekvő piacot képez, elsősorban a precíziós feldolgozást a fogyasztói elektronikában, a fotovoltaikus, lítium elem, a félvezető és más területeken.
Technikai szempontból a szálaszerver jobb, mint a többi lézer. A szálaszerű műszaki előnyei a feldolgozáshoz: 1) jó sugárminőség, könnyen elérhető nagy teljesítmény. 2) Az optikai szál nagy felülete, jó hőelnyelés. 3) Az optikai út teljesen zárva van, jó stabilitással, hosszú élettartammal és kevesebb karbantartással. 4) Kis méret, rugalmas átvitel. 5) A hullámhossz a 700 nm tartományban van. -2000 nm, ami inkább alkalmazható az anyagfeldolgozás területén.
A költségek szempontjából a szálaszerver nagyon magas teljesítményű előnnyel rendelkezik. Vegyük a CO 2 lézert összehasonlításként:
1) A magas sugárminőség és a magas anyag abszorpciós sebesség miatt a szálaszerver feldolgozási sebessége gyorsabb. Például vékony lemez vágását, a szálaszerv vágási sebessége elérheti a CO 2 lézer vágási sebességének 2-3-szorosát ugyanolyan teljesítménnyel;
2) A szálaszerű elektro-optikai átalakítási sebessége meghaladja a 30% -ot, és az energiafogyasztás alacsony. A CO 2&# 39 optikai útja a reflektor teljesen függ. Az optikai út gyorsan romlik, és az energiaveszteség nagyobb. Az elektro-optikai konverziós arány kevesebb mint 10%;
3)A szálaszerver felépítése egyszerű és stabil, a külső optikai útvonal karbantartást nem igényel, a hibák közötti átlagos idő több mint 100000 óra, és alapvetően nincs fogyóeszköz. A CO 2 lézerrendszer szerkezete összetett, a reflektornak és a rezonátornak rendszeres karbantartást kell végezni, a turbinacsapágy cseréje költséges, a karbantartási költség magas.
Ha összehasonlítjuk a kilowatt teljesítményű ipari lézer főbb teljesítményparamétereit a többi lézerrel összehasonlítva, akkor a szálas lézer előnyei a jó kimenő lézernyaláb-minőség, a magas energia sűrűség, a nagy elektro-optikai hatékonyság, a könnyen használható, a feldolgozható anyagok széles választéka. , alacsony átfogó működési költségek stb., ezért széles körben használják faragásban / jelölésben, vágásban / fúrásban stb., burkolás / hegesztés, felületkezelés, gyors prototípus készítés, valamint egyéb anyagok feldolgozása és optikai kommunikáció területén, más néven" A harmadik generációs" lézeres alkalmazási lehetőségeket rejt magában.
A lézer a lézeripar központjában található, Kína pedig a világ legnagyobb és leggyorsabban növekvő lézerpiacává vált. A lézer a terminális lézerberendezés központi optikai alkotóeleme, amely az egész ipari lánc középső helyzetében helyezkedik el. Ugyanakkor költség szempontjából a lézerköltségek a berendezés teljes költségének körülbelül 30% - 50% -át teszik ki, amely a lézerberendezés legértékesebb alapvető alkotóeleme.