Einführung und Anwendung von gängigen Mainstream-Lasern
Veröffentlichen:Box Optronics  Hora:2024-01-10  Puntos de vista:1021
1. Entsprechend dem Betriebsmodus wird es unterteilt in: kontinuierlicher Laser, quasi-kontinuierlicher Laser, Impulslaser und ultrakurzer Pulslaser.
Die Laserleistung des kontinuierlichen Lasers ist kontinuierlich und wird in den Bereichen Laserschneiden, Schweißen und Verkleiden weit verbreitet. Seine Arbeitscharakteristik besteht darin, dass die Anregung der Arbeitssubstanz und die entsprechende Laserleistung über einen langen Zeitraum kontinuierlich fortgesetzt werden können. Da die Überhitzungswirkung des Gerätes im Dauerbetrieb oft unvermeidbar ist, müssen in den meisten Fällen geeignete Kühlmaßnahmen getroffen werden.
Pulslaser hat eine große Ausgangsleistung und eignet sich zum Lasermarkieren, Schneiden, Rangieren usw. Seine Arbeitseigenschaften umfassen Laserenergiekompression, um schmale Pulsbreite, hohe Spitzenleistung und einstellbare Wiederholfrequenz zu bilden, hauptsächlich einschließlich Q-Schalten, Modus Verriegelung, MOPA und andere Methoden. Da der Überhitzungseffekt und der Kantenspalteffekt durch Erhöhung der Einzelimpulsleistung effektiv reduziert werden können, wird er meist in der Feinbearbeitung eingesetzt.
2.Entsprechend dem Arbeitsband wird es unterteilt in: Infrarotlaser, sichtbarer Lichtlaser, ultravioletter Laser und Röntgenlaser.
Mittlere Infrarotlaser sind hauptsächlich 10.6um CO2-Laser, die weit verbreitet sind;
Nahinfrarotlaser sind weit verbreitet, einschließlich 1064~1070nm auf dem Gebiet der Laserbearbeitung; 1310 und 1550nm auf dem Gebiet der Glasfaserkommunikation; 905nm und 1550nm auf dem Gebiet der Lidar-Reichweite; 878nm, 976nm, etc. für Pumpenanwendungen;
Da sichtbare Lichtlaser 532nm bis 1064nm Frequenzverdoppeln können, sind 532nm grüne Laser in der Laserbearbeitung, medizinischen Anwendungen usw. weit verbreitet;
UV-Laser umfassen hauptsächlich 355nm und 266nm. Da UV eine kalte Lichtquelle ist, wird es hauptsächlich in der Feinbearbeitung, Markierung, medizinischen Anwendungen usw. verwendet.
3. Entsprechend dem Arbeitsmedium wird es unterteilt in: Gaslaser, Faserlaser, fester Laser, Halbleiterlaser, etc.
3.1 Gaslaser schließen hauptsächlich CO2-Laser ein, die CO2-Gasmoleküle als Arbeitsmedium verwenden. Ihre Laserwellenlängen sind 10.6um und 9.6um.
Hauptmerkmal:
-Die Wellenlänge ist für die Verarbeitung von Nichtmetallmaterialien geeignet, was das Problem ausgibt, dass Faserlaser Nichtmetalle nicht verarbeiten können, und hat andere Eigenschaften als Faserlaserverarbeitung im Verarbeitungsbereich;
-Die Energieumwandlungseffizienz ist etwa 20%~25%, die kontinuierliche Ausgangsleistung kann das Niveau von 104W erreichen, die Impulsausgangsenergie kann das Niveau von 104 Joules erreichen, und die Impulsbreite kann auf die Nanosekundebene komprimiert werden;
-Die Wellenlänge ist direkt im atmosphärischen Fenster und ist viel weniger schädlich für das menschliche Auge als sichtbares Licht und 1064nm Infrarotlicht.
Es ist weit verbreitet in der Materialverarbeitung, Kommunikation, Radar, induzierten chemischen Reaktionen, Chirurgie usw. Es kann auch für laserinduzierte thermonukleare Reaktionen, Lasertrennung von Isotopen und Laserwaffen verwendet werden.
Faserlaser 3.2 bezieht sich auf einen Laser, der Seltenerdelement-dotierte Glasfaser als Verstärkungsmedium verwendet. Aufgrund seiner überlegenen Leistung und Eigenschaften sowie Kostenvorteile ist er derzeit der am weitesten verbreitete Laser. Merkmale sind wie folgt:
(1) Gute Strahlqualität: Die Wellenleiterstruktur der Glasfaser bestimmt, dass der Faserlaser einfach ist, einzelne transversale Modeausgabe zu erhalten, wenig von externen Faktoren beeinflusst wird und eine hohe Helligkeit Laserausgabe erzielen kann.
(2) Der Ausgangslaser hat viele Wellenlängen: Dies liegt daran, dass die Energieniveaus von Seltenerdionen sehr reich sind und es viele Arten von Seltenerdionen gibt;
(3) Hohe Leistungsfähigkeit: Die allgemeine elektrooptische Effizienz von kommerziellen Faserlasern ist so hoch wie 25%, was zur Kostenreduktion, Energieeinsparung und Umweltschutz vorteilhaft ist.
(4) Gute Wärmeableitungseigenschaften: Glasmaterial hat ein extrem niedriges Volumen-zu-Fläche-Verhältnis, schnelle Wärmeableitung und niedrigen Verlust, so dass die Umwandlungseffizienz hoch ist und die Laserschwelle niedrig ist;
(5) Kompakte Struktur und hohe Zuverlässigkeit: Es gibt keine optische Linse in der Resonanzhöhle, die die Vorteile der justierungsfreien, wartungsfreien und hohen Stabilität hat, die von traditionellen Lasern unübertroffen ist;
(6) Niedrige Herstellungskosten: Glasfaser hat niedrige Herstellungskosten, ausgereifte Technologie und die Vorteile der Miniaturisierung und Intensivierung, die durch die Windbarkeit der Glasfaser verursacht werden.
Faserlaser haben eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich Laserfaserkommunikation, Laser-Weltraum-Fernkommunikation, industriellen Schiffbau, Automobilherstellung, Lasergravur, Lasermarkierung, Laserschneiden, Druckwalzen, militärische Verteidigung und Sicherheit, medizinische Ausrüstung und Ausrüstung und als Pumpen für andere Laser Pu Yuan und so weiter.
3.3 Das Arbeitsmedium von Festkörperlasern sind isolierende Kristalle, die im Allgemeinen durch optisches Pumpen angeregt werden.
YAG-Laser (Rubidium-dotierter Yttrium-Aluminium-Granatkristall) verwenden üblicherweise Krypton- oder Xenon-Lampen als Pumpenlampen, da nur wenige spezifische Wellenlängen des Pumpenlichts von Nd-Ionen absorbiert werden, und der Großteil der Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Normalerweise ist YAG Laser Energieumwandlungseffizienz niedrig. Und die langsame Verarbeitungsgeschwindigkeit wird allmählich durch Faserlaser ersetzt.
Neuer Festkörperlaser, ein Hochleistungs-Festkörperlaser, der von einem Halbleiterlaser gepumpt wird. Die Vorteile sind hohe Energieumwandlungseffizienz, die elektrooptische Umwandlungseffizienz von Halbleiterlasern ist so hoch wie 50%, die viel höher ist als die von Blitzlampen; Die während des Betriebs erzeugte reaktive Wärme ist klein, die mittlere Temperatur ist stabil, und sie kann zu einer vollständig ausgehärteten Vorrichtung gemacht werden, die den Einfluss von Vibrationen beseitigt, und die Laserspektrumlinie ist schmaler und bessere Frequenzstabilität; Lange Lebensdauer, einfache Struktur und einfach zu bedienen.
Der Hauptvorteil von Festkörperlasern gegenüber Faserlasern ist, dass die Einzelimpulsenergie höher ist. Kombiniert mit ultrakurzer Pulsmodulation ist die kontinuierliche Leistung im Allgemeinen über 100W, und die Spitzenpulsleistung kann so hoch wie 109W sein. Da die Vorbereitung des Arbeitsmediums jedoch komplizierter ist, ist es teurer.
Die Hauptwellenlänge ist 1064nm Nahinfrarot, und 532nm Festkörperlaser, 355nm Festkörperlaser und 266nm Festkörperlaser können durch Frequenzverdoppelung erhalten werden.
3.4 Halbleiterlaser, auch bekannt als Laserdiode, ist ein Laser, der Halbleitermaterialien als Arbeitssubstanz verwendet.
Halbleiterlaser benötigen keine komplexen Resonanzkavitätsstrukturen und eignen sich daher sehr gut für Miniaturisierungs- und Leichtbauanforderungen. Seine photoelektrische Umwandlungsrate ist hoch, seine Lebensdauer ist lang, und es erfordert keine Wartung. Es wird oft beim Zeigen, Anzeigen, Kommunikationsstrecken und anderen Anlässen verwendet. Es wird auch oft als Pumpenquelle für andere Laser verwendet. Laserdioden, Laserpointer und andere bekannte Produkte verwenden alle Halbleiterlaser.