1.laser a disco
La proposta del concetto di design Disk Laser ha risolto efficacemente il problema dell'effetto termico dei laser a stato solido e ha raggiunto la perfetta combinazione di elevata potenza media, elevata potenza di picco, alta efficienza e qualità del fascio abbagliante dei laser a stato solido. I laser a disco sono diventati una nuova sorgente di luce laser insostituibile per la lavorazione nei settori automobilistico, navale, ferroviario, aeronautico, energetico e in altri campi. L’attuale tecnologia laser a disco ad alta potenza ha una potenza massima di 16 kilowatt e una qualità del raggio di 8 mm milliradianti, che consente la saldatura remota laser robotizzata e il taglio laser ad alta velocità di grande formato, aprendo ampie prospettive per i laser a stato solido in il campo dilavorazione laser ad alta potenza. Mercato delle applicazioni.
Vantaggi dei laser a disco:
1. Struttura modulare
Il laser a disco adotta una struttura modulare e ciascun modulo può essere rapidamente sostituito in loco. Il sistema di raffreddamento e il sistema di guida luminosa sono integrati con la sorgente laser, con struttura compatta, ingombro ridotto e installazione e debug rapidi.
2. Qualità eccellente del fascio e standardizzata
Tutti i laser a disco TRUMPF superiori a 2 kW dispongono di un prodotto dei parametri del raggio (BPP) standardizzato a 8 mm/mrad. Il laser è invariabile al cambiamento della modalità operativa ed è compatibile con tutte le ottiche TRUMPF.
3. Poiché la dimensione dello spot nel laser a disco è ampia, la densità di potenza ottica sopportata da ciascun elemento ottico è ridotta.
La soglia di danno del rivestimento dell'elemento ottico è solitamente di circa 500 MW/cm2, mentre la soglia di danno del quarzo è di 2-3 GW/cm2. La densità di potenza nella cavità risonante del laser a disco TRUMPF è solitamente inferiore a 0,5 MW/cm2 e la densità di potenza sulla fibra di accoppiamento è inferiore a 30 MW/cm2. Una densità di potenza così bassa non causerà danni ai componenti ottici e non produrrà effetti non lineari, garantendo così l'affidabilità operativa.
4. Adottare il sistema di controllo del feedback in tempo reale della potenza del laser.
Il sistema di controllo del feedback in tempo reale può mantenere stabile la potenza che raggiunge il pezzo a T e i risultati dell'elaborazione hanno un'eccellente ripetibilità. Il tempo di preriscaldamento del laser a disco è quasi zero e l'intervallo di potenza regolabile è compreso tra 1% e 100%. Poiché il laser a disco risolve completamente il problema dell'effetto lente termica, la potenza del laser, la dimensione dello spot e l'angolo di divergenza del raggio sono stabili nell'intero intervallo di potenza e il fronte d'onda del raggio non subisce distorsioni.
5. La fibra ottica può essere plug-and-play mentre il laser continua a funzionare.
Quando una determinata fibra ottica si guasta, quando si sostituisce la fibra ottica, è sufficiente chiudere il percorso ottico della fibra ottica senza spegnersi e le altre fibre ottiche possono continuare a emettere luce laser. La sostituzione della fibra ottica è facile da usare, plug and play, senza attrezzi o regolazioni dell'allineamento. All'ingresso della strada è presente un dispositivo antipolvere per impedire rigorosamente che la polvere entri nell'area dei componenti ottici.
6. Sicuro e affidabile
Durante la lavorazione, anche se l'emissività del materiale in lavorazione è così elevata che la luce laser viene riflessa nel laser, non avrà alcun effetto sul laser stesso o sull'effetto della lavorazione e non ci saranno restrizioni sulla lavorazione del materiale o lunghezza della fibra. La sicurezza del funzionamento del laser ha ottenuto il certificato di sicurezza tedesco.
7. Il modulo a diodi di pompaggio è più semplice e veloce
Anche la serie di diodi montata sul modulo di pompaggio è di costruzione modulare. I moduli a serie di diodi hanno una lunga durata e sono garantiti per 3 anni o 20.000 ore. Non è richiesto alcun tempo di inattività, sia che si tratti di una sostituzione pianificata o di una sostituzione immediata a causa di un guasto improvviso. Quando un modulo si guasta, il sistema di controllo emette un allarme e aumenta automaticamente la corrente degli altri moduli in modo appropriato per mantenere costante la potenza di uscita del laser. L'utente può continuare a lavorare per dieci o addirittura dozzine di ore. La sostituzione dei moduli a diodi di pompaggio nel sito di produzione è molto semplice e non richiede formazione degli operatori.
I laser a fibra, come gli altri laser, sono composti da tre parti: un mezzo di guadagno (fibra drogata) che può generare fotoni, una cavità risonante ottica che consente ai fotoni di essere reimmessi e amplificati in modo risonante nel mezzo di guadagno e una sorgente di pompa che eccita transizioni fotoniche.
Caratteristiche: 1. La fibra ottica ha un elevato rapporto "superficie/volume", un buon effetto di dissipazione del calore e può funzionare continuamente senza raffreddamento forzato. 2. Come mezzo di guida d'onda, la fibra ottica ha un diametro del nucleo piccolo ed è soggetta ad un'elevata densità di potenza all'interno della fibra. Pertanto, i laser a fibra hanno un'efficienza di conversione più elevata, una soglia inferiore, un guadagno più elevato e una larghezza di linea più stretta e sono diversi dalla fibra ottica. La perdita di accoppiamento è piccola. 3. Poiché le fibre ottiche hanno una buona flessibilità, i laser a fibra sono piccoli e flessibili, compatti nella struttura, economici e facili da integrare nei sistemi. 4. La fibra ottica ha anche molti parametri sintonizzabili e selettività e può ottenere una gamma di sintonizzazione piuttosto ampia, buona dispersione e stabilità.
Classificazione del laser a fibra:
1. Laser a fibra drogata con terre rare
2. Elementi delle terre rare drogati in fibre ottiche attive attualmente relativamente mature: erbio, neodimio, praseodimio, tulio e itterbio.
3. Riepilogo del laser di scattering Raman stimolato da fibra: il laser a fibra è essenzialmente un convertitore di lunghezza d'onda, che può convertire la lunghezza d'onda della pompa in luce di una lunghezza d'onda specifica e emetterla sotto forma di laser. Da un punto di vista fisico, il principio di generazione dell'amplificazione della luce è quello di fornire al materiale di lavoro luce con una lunghezza d'onda che possa assorbire, in modo che il materiale di lavoro possa assorbire efficacemente energia ed essere attivato. Pertanto, a seconda del materiale drogante, anche la corrispondente lunghezza d'onda di assorbimento è diversa e la pompa. Anche i requisiti per la lunghezza d'onda della luce sono diversi.
2.3 Laser a semiconduttore
Il laser a semiconduttore fu eccitato con successo nel 1962 e raggiunse un'emissione continua a temperatura ambiente nel 1970. Successivamente, dopo i miglioramenti, furono sviluppati laser a doppia eterogiunzione e diodi laser con struttura a strisce (diodi laser), che sono ampiamente utilizzati nelle comunicazioni in fibra ottica, nei dischi ottici, stampanti laser, scanner laser e puntatori laser (puntatori laser). Attualmente sono i laser più prodotti. I vantaggi dei diodi laser sono: alta efficienza, dimensioni ridotte, leggerezza e prezzo basso. In particolare, l'efficienza del tipo a pozzo quantico multiplo è del 20~40%, e anche il tipo PN raggiunge diversi 15%~25%. In breve, l’elevata efficienza energetica è la sua caratteristica più importante. Inoltre, la sua lunghezza d'onda di uscita continua copre la gamma dall'infrarosso alla luce visibile e sono stati commercializzati anche prodotti con uscita di impulsi ottici fino a 50 W (larghezza di impulso 100 ns). È un esempio di laser molto facile da usare come sorgente di luce lidar o di eccitazione. Secondo la teoria delle bande energetiche dei solidi, i livelli energetici degli elettroni nei materiali semiconduttori formano bande energetiche. Quella ad alta energia è la banda di conduzione, quella a bassa energia è la banda di valenza e le due bande sono separate dalla banda proibita. Quando le coppie elettrone-lacuna non in equilibrio introdotte nel semiconduttore si ricombinano, l'energia rilasciata viene irradiata sotto forma di luminescenza, che è la luminescenza di ricombinazione dei portatori.
Vantaggi dei laser a semiconduttore: dimensioni ridotte, leggerezza, funzionamento affidabile, basso consumo energetico, alta efficienza, ecc.
2.4Laser YAG
Il laser YAG, un tipo di laser, è una matrice laser con eccellenti proprietà globali (ottiche, meccaniche e termiche). Come altri laser solidi, i componenti di base dei laser YAG sono il materiale di lavoro del laser, la sorgente della pompa e la cavità risonante. Tuttavia, a causa dei diversi tipi di ioni attivati drogati nel cristallo, delle diverse sorgenti e metodi di pompaggio, delle diverse strutture della cavità risonante utilizzata e di altri dispositivi strutturali funzionali utilizzati, i laser YAG possono essere suddivisi in molti tipi. Ad esempio, in base alla forma d'onda di uscita, può essere suddiviso in laser YAG a onda continua, laser YAG a frequenza ripetuta e laser a impulsi, ecc.; in base alla lunghezza d'onda operativa, può essere suddiviso in laser YAG da 1,06 μm, laser YAG con frequenza raddoppiata, laser YAG con spostamento di frequenza Raman e laser YAG sintonizzabile, ecc.; in base al drogaggio I diversi tipi di laser possono essere suddivisi in laser Nd:YAG, laser YAG drogati con Ho, Tm, Er, ecc.; in base alla forma del cristallo si dividono in laser YAG a bastoncino e a lastra; in base alle diverse potenze di uscita, possono essere suddivisi in alta potenza e piccola e media potenza. Laser YAG, ecc.
La macchina da taglio laser YAG solida espande, riflette e focalizza il raggio laser pulsato con una lunghezza d'onda di 1064 nm, quindi irradia e riscalda la superficie del materiale. Il calore superficiale si diffonde verso l'interno attraverso la conduzione termica e l'ampiezza, l'energia, la potenza di picco e la ripetizione dell'impulso laser sono controllate digitalmente con precisione. La frequenza e altri parametri possono sciogliere, vaporizzare ed evaporare istantaneamente il materiale, ottenendo così taglio, saldatura e perforazione di traiettorie predeterminate attraverso il sistema CNC.
Caratteristiche: Questa macchina ha una buona qualità del raggio, alta efficienza, basso costo, stabilità, sicurezza, maggiore precisione e alta affidabilità. Integra taglio, saldatura, foratura e altre funzioni in uno, rendendolo un'apparecchiatura di lavorazione flessibile, precisa ed efficiente. Velocità di elaborazione elevata, alta efficienza, buoni vantaggi economici, piccole fessure a bordo dritto, superficie di taglio liscia, ampio rapporto profondità-diametro e deformazione termica minima rapporto aspetto-larghezza e possono essere lavorati su vari materiali come duri, fragili e morbido. Non vi è alcun problema di usura o sostituzione degli utensili durante la lavorazione e non vi è alcuna modifica meccanica. È facile realizzare l'automazione. Può realizzare l'elaborazione in condizioni speciali. L'efficienza della pompa è elevata, fino a circa il 20%. All'aumentare dell'efficienza, il carico termico del mezzo laser diminuisce, quindi il raggio risulta notevolmente migliorato. Ha una lunga durata, elevata affidabilità, dimensioni ridotte e peso leggero ed è adatto per applicazioni di miniaturizzazione.
Applicazione: adatto per taglio laser, saldatura e foratura di materiali metallici: come acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, acciaio legato, alluminio e leghe, rame e leghe, titanio e leghe, leghe di nichel-molibdeno e altri materiali. Ampiamente usato nell'aviazione, aerospaziale, armi, navi, petrolchimico, medico, strumentazione, microelettronica, automobilistico e altri settori. Non solo viene migliorata la qualità della lavorazione, ma anche l'efficienza del lavoro; inoltre, il laser YAG può anche fornire un metodo di ricerca accurato e veloce per la ricerca scientifica.
Rispetto ad altri laser:
1. Il laser YAG può funzionare sia in modalità pulsata che continua. La sua uscita a impulsi può ottenere impulsi brevi e impulsi ultracorti attraverso la tecnologia Q-switching e mode-locking, rendendo così la sua gamma di elaborazione più ampia di quella dei laser CO2.
2. La sua lunghezza d'onda di uscita è 1,06um, che è esattamente un ordine di grandezza inferiore alla lunghezza d'onda del laser CO2 di 10,06um, quindi ha un'elevata efficienza di accoppiamento con il metallo e buone prestazioni di lavorazione.
3. Il laser YAG ha una struttura compatta, un peso leggero, un utilizzo facile e affidabile e requisiti di manutenzione ridotti.
4. Il laser YAG può essere accoppiato con fibra ottica. Con l'aiuto del sistema multiplex a divisione di tempo e a divisione di potenza, un raggio laser può essere facilmente trasmesso a più stazioni di lavoro o stazioni di lavoro remote, il che facilita la flessibilità della lavorazione laser. Pertanto, quando si sceglie un laser, è necessario considerare diversi parametri e le proprie esigenze effettive. Solo in questo modo il laser può esplicare la sua massima efficienza. I laser Nd:YAG pulsati forniti da Xinte Optoelectronics sono adatti per applicazioni industriali e scientifiche. I laser Nd:YAG pulsati affidabili e stabili forniscono un'uscita di impulsi fino a 1,5 J a 1064 nm con velocità di ripetizione fino a 100 Hz.
Orario di pubblicazione: 17 maggio 2024
