As características e o escopo de aplicação dos cinco tipos de lasers

Lasersé um dos componentes essenciais dos sistemas modernos de processamento a laser. Com o desenvolvimento da tecnologia de processamento a laser, os lasers também estão em constante desenvolvimento e muitos novos lasers surgiram.

Os primeiros lasers de processamento a laser eram principalmente lasers de gás CO2 de alta potência e lasers YAG sólidos bombeados por lâmpada, e a tendência de desenvolvimento era principalmente para aumentar a potência do laser. No entanto, quando a potência do laser atinge um determinado requisito, a qualidade do feixe do laser começa a receber atenção e o desenvolvimento dos lasers muda para melhorar a qualidade do feixe. Lasers semicondutores, lasers de fibra e lasers de disco são desenvolvidos sucessivamente, fazendo com que o processamento de materiais, a medicina, a aviação, a indústria aeroespacial, a fabricação de automóveis e outros campos tenham alcançado um rápido desenvolvimento.

Lasers de CO2, lasers Nd:YAG, lasers semicondutores, lasers de disco e lasers de fibra são os cinco tipos mais comuns de lasers atualmente no mercado. Quais são suas respectivas características e faixas de aplicação?

Laser de CO2
Aplicação: O comprimento de onda do laser de CO2 é 10,6um e tem um baixo coeficiente de absorção para metais. Geralmente é adequado para cortar materiais não metálicos e pode ser usado para soldagem de materiais metálicos. Pode ser amplamente utilizado em aplicações de soldagem na aviação, instrumentos eletrônicos, máquinas, automóveis e outros campos.

Laser Nd:YAG
Aplicação: O laser YAG possui alto coeficiente de absorção para metal e pode ser usado para corte de metal, soldagem, marcação e outras aplicações. Devido às suas características de grande energia, alta potência de pico, estrutura compacta, forte durabilidade e desempenho confiável, é amplamente utilizado na indústria, defesa nacional, medicina, pesquisa científica e outros campos.

Laser semicondutor
Aplicação: Os lasers semicondutores são limitados pela alta uniformidade do feixe de laser e pela baixa penetração, portanto, não são adequados para aplicações de corte de metal. No entanto, suas características pontuais são adequadas para tratamento de superfícies metálicas, como revestimento, endurecimento, impressão 3D, etc. Pode ser amplamente utilizado nos campos aeroespacial, médico, automotivo e outros.

Laser de disco
Aplicação: O laser de disco é uma estrutura de acoplamento de caminho óptico espacial, portanto a qualidade do feixe é muito alta. É adequado para aplicações de materiais a laser, como corte de metal, soldagem, marcação, revestimento a laser, endurecimento e impressão 3D. É amplamente utilizado na fabricação de automóveis. , aeroespacial, máquinas de precisão, eletrônica 3C e outros campos.

Laser de fibra óptica
Aplicativo:Devido à sua alta eficiência de conversão eletro-óptica, bom coeficiente de absorção de metal e alta qualidade de feixe, o laser de fibra pode ser usado para corte de metal, soldagem, marcação, tratamento de superfície metálica e outras aplicações. Amplamente utilizado na indústria aeroespacial, fabricação de automóveis, eletrônica 3C, medicina e outras áreas.

Em comparação com os lasers CO2 tradicionais e os lasers sólidos YAG, os lasers semicondutores têm vantagens técnicas óbvias, como tamanho pequeno, peso leve, alta eficiência, baixo consumo de energia, longa vida e alta absorção de metal dos lasers semicondutores. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de laser semicondutor, outros lasers de estado sólido baseados em lasers semicondutores, como lasers de fibra, lasers semicondutores de fibra de saída direta e lasers de disco, também estão se desenvolvendo rapidamente. Entre eles, os lasers de fibra desenvolveram-se rapidamente, especialmente os lasers de fibra dopados com terras raras, que têm sido amplamente utilizados em áreas como comunicações de fibra, detecção de fibra e processamento de materiais a laser.

O laser de fibra tem atraído muita atenção nos últimos anos e se tornou o foco da pesquisa de todos. Isso ocorre porque possui vantagens que outros lasers não conseguem igualar, que se refletem principalmente em:

(1) A qualidade do feixe é boa e possui monocromaticidade, direcionalidade e estabilidade muito boas;

(2) A fibra óptica é um meio de ganho de laser e um meio de guia de ondas de luz. Portanto, a eficiência de acoplamento da bomba leve é ​​bastante alta. O diâmetro do núcleo da fibra é pequeno e a alta densidade de potência é facilmente formada dentro da fibra. Além disso, os lasers de fibra podem facilmente estender o comprimento do ganho. , a fim de absorver totalmente a luz da bomba e fazer com que a eficiência total de conversão de luz em luz exceda 60%;

(3) O material da matriz é Si02, que possui excelente estabilidade de temperatura; enquanto a estrutura cilíndrica da fibra óptica tem uma alta relação área superficial/volume e rápida dissipação de calor. A temperatura ambiente pode ser -20-+7000C, e o calor de seu material de trabalho é A carga é bastante pequena, nenhum sistema de resfriamento é necessário e pode produzir alto brilho e alta potência de pico, atingindo 140mw/cm2;

(4) É pequeno em tamanho, simples em estrutura e o material de trabalho é um meio flexível. Pode ser projetado para ser bastante compacto e flexível, fácil de usar, fácil de integrar ao sistema e ter desempenho de alto custo;

(5) Como meio laser, a fibra óptica dopada possui uma estrutura de nível de energia extremamente rica dopada com íons de terras raras. A transição do nível de energia cobre uma ampla faixa do ultravioleta ao infravermelho, e muitos níveis de energia de transição podem ser alcançados para a oscilação do laser. Ele pode ser projetado e operado em uma ampla faixa espectral (455-3500nm). Além disso, o espectro de fluorescência da fibra de vidro é bastante amplo. Ao inserir um seletor de comprimento de onda apropriado, um laser de fibra sintonizável pode ser obtido e a faixa de sintonia atingiu 80 nm;

(6) O processo de fibra óptica de silício está agora muito maduro, portanto, fibras ópticas de alta precisão e baixa perda podem ser produzidas, reduzindo bastante o custo dos lasers.

(7) Possui flexibilidade natural e compatibilidade com fibras ópticas de transmissão convencionais em termos de materiais e dimensões geométricas, por isso é fácil de integrar fibras ópticas, tem baixa perda de acoplamento e é fácil de usar.

(8) Pode trabalhar sob condições ambientais adversas, como alto impacto, alta vibração, alta temperatura, etc.

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