लेसर अनुप्रयोग आणि वर्गीकरण

1.डिस्क लेसर

डिस्क लेझर डिझाइन संकल्पनेच्या प्रस्तावाने सॉलिड-स्टेट लेसरच्या थर्मल इफेक्ट समस्येचे प्रभावीपणे निराकरण केले आणि सॉलिड-स्टेट लेसरची उच्च सरासरी शक्ती, उच्च शिखर शक्ती, उच्च कार्यक्षमता आणि उच्च बीम गुणवत्ता यांचे परिपूर्ण संयोजन साध्य केले. ऑटोमोबाईल्स, जहाजे, रेल्वे, विमानचालन, ऊर्जा आणि इतर क्षेत्रातील प्रक्रियेसाठी डिस्क लेसर एक न बदलता येणारा नवीन लेसर प्रकाश स्रोत बनला आहे. सध्याच्या हाय-पॉवर डिस्क लेसर तंत्रज्ञानामध्ये 16 किलोवॅटची कमाल शक्ती आणि 8 मिमी मिलीरॅडियनची बीम गुणवत्ता आहे, ज्यामुळे रोबोट लेसर रिमोट वेल्डिंग आणि मोठ्या स्वरूपातील लेसर हाय-स्पीड कटिंग सक्षम होते, ज्यामुळे सॉलिड-स्टेट लेसरसाठी व्यापक संभावना उघडली जाते. चे क्षेत्रउच्च-शक्ती लेसर प्रक्रिया. अनुप्रयोग बाजार.

डिस्क लेसरचे फायदे:

1. मॉड्यूलर रचना

डिस्क लेसर मॉड्यूलर रचना स्वीकारतो आणि प्रत्येक मॉड्यूल साइटवर त्वरित बदलले जाऊ शकते. कूलिंग सिस्टीम आणि लाईट गाईड सिस्टीम लेसर सोर्ससह एकत्रित केले आहे, कॉम्पॅक्ट स्ट्रक्चर, लहान फूटप्रिंट आणि जलद स्थापना आणि डीबगिंगसह.

2. उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता आणि प्रमाणित

2kW वरील सर्व TRUMPF डिस्क लेसरमध्ये बीम पॅरामीटर उत्पादन (BPP) 8mm/mrad वर प्रमाणित आहे. लेसर ऑपरेटिंग मोडमधील बदलांसाठी अपरिवर्तनीय आहे आणि सर्व TRUMPF ऑप्टिक्सशी सुसंगत आहे.

3. डिस्क लेसरमधील स्पॉट आकार मोठा असल्याने, प्रत्येक ऑप्टिकल घटकाद्वारे सहन केलेली ऑप्टिकल पॉवर घनता लहान असते.

ऑप्टिकल एलिमेंट कोटिंगचे नुकसान थ्रेशोल्ड साधारणतः 500MW/cm2 असते आणि क्वार्ट्जचे नुकसान थ्रेशोल्ड 2-3GW/cm2 असते. TRUMPF डिस्क लेसर रेझोनंट पोकळीतील उर्जा घनता सामान्यतः 0.5MW/cm2 पेक्षा कमी असते आणि कपलिंग फायबरवरील उर्जा घनता 30MW/cm2 पेक्षा कमी असते. अशा कमी उर्जा घनतेमुळे ऑप्टिकल घटकांचे नुकसान होणार नाही आणि नॉनलाइनर प्रभाव निर्माण होणार नाही, त्यामुळे ऑपरेशनल विश्वसनीयता सुनिश्चित होईल.

4. लेसर पॉवर रिअल-टाइम फीडबॅक नियंत्रण प्रणालीचा अवलंब करा.

रिअल-टाइम फीडबॅक नियंत्रण प्रणाली टी-पीसपर्यंत पोहोचणारी शक्ती स्थिर ठेवू शकते आणि प्रक्रियेच्या परिणामांमध्ये उत्कृष्ट पुनरावृत्तीक्षमता असते. डिस्क लेसरची प्रीहिटिंग वेळ जवळजवळ शून्य आहे आणि समायोज्य पॉवर श्रेणी 1%–100% आहे. डिस्क लेझर थर्मल लेन्स इफेक्टची समस्या पूर्णपणे सोडवतो, लेसर पॉवर, स्पॉट साइज आणि बीम डायव्हर्जन कोन संपूर्ण पॉवर रेंजमध्ये स्थिर असतात आणि बीमच्या वेव्हफ्रंटमध्ये विकृती होत नाही.

5. लेसर चालू असताना ऑप्टिकल फायबर प्लग-अँड-प्ले असू शकतो.

जेव्हा एखादा विशिष्ट ऑप्टिकल फायबर अयशस्वी होतो, तेव्हा ऑप्टिकल फायबर बदलताना, तुम्हाला फक्त ऑप्टिकल फायबरचा ऑप्टिकल मार्ग बंद न करता बंद करणे आवश्यक असते आणि इतर ऑप्टिकल फायबर लेसर लाइट आउटपुट करणे सुरू ठेवू शकतात. ऑप्टिकल फायबर बदलणे कोणत्याही साधने किंवा संरेखन समायोजनाशिवाय ऑपरेट करणे, प्लग करणे आणि प्ले करणे सोपे आहे. ऑप्टिकल घटक क्षेत्रामध्ये धूळ जाण्यापासून कठोरपणे रोखण्यासाठी रस्त्यावरील प्रवेशद्वारावर एक धूळ-प्रूफ उपकरण आहे.

6. सुरक्षित आणि विश्वासार्ह

प्रक्रियेदरम्यान, प्रक्रिया केल्या जाणाऱ्या सामग्रीची उत्सर्जनक्षमता इतकी जास्त असली तरीही लेसर प्रकाश परत लेसरमध्ये परावर्तित केला जातो, त्याचा लेसरवर किंवा प्रक्रियेच्या प्रभावावर कोणताही परिणाम होणार नाही आणि सामग्री प्रक्रियेवर कोणतेही प्रतिबंध नाहीत किंवा फायबर लांबी. लेसर ऑपरेशनच्या सुरक्षिततेला जर्मन सुरक्षा प्रमाणपत्र देण्यात आले आहे.

7. पंपिंग डायोड मॉड्यूल सोपे आणि वेगवान आहे

पंपिंग मॉड्यूलवर बसवलेला डायोड ॲरे देखील मॉड्यूलर बांधकामाचा आहे. डायोड ॲरे मॉड्युलचे दीर्घ सेवा आयुष्य असते आणि 3 वर्षे किंवा 20,000 तासांसाठी वॉरंटी असते. नियोजित बदली असो किंवा अचानक बिघाड झाल्यामुळे त्वरित बदली असो, कोणत्याही डाउनटाइमची आवश्यकता नाही. जेव्हा एखादे मॉड्यूल अयशस्वी होते, तेव्हा लेसर आउटपुट पॉवर स्थिर ठेवण्यासाठी नियंत्रण प्रणाली अलार्म करेल आणि आपोआप इतर मॉड्यूल्सचा प्रवाह योग्यरित्या वाढवेल. वापरकर्ता दहा किंवा डझनभर तास काम करत राहू शकतो. उत्पादन साइटवर पंपिंग डायोड मॉड्यूल्स बदलणे खूप सोपे आहे आणि ऑपरेटर प्रशिक्षणाची आवश्यकता नाही.

२.२फायबर लेसर

फायबर लेसर, इतर लेझर्सप्रमाणे, तीन भागांनी बनलेले असतात: एक गेन मिडीयम (डोपड फायबर), जो फोटॉन तयार करू शकतो, एक ऑप्टिकल रेझोनंट पोकळी जी फोटॉनला परत मिळवून देते आणि गेन माध्यमात प्रतिध्वनी वाढवते आणि पंप स्त्रोत जो उत्तेजित करतो. फोटॉन संक्रमणे.

वैशिष्ट्ये: 1. ऑप्टिकल फायबरमध्ये उच्च "पृष्ठभाग क्षेत्र/आवाज" गुणोत्तर आहे, चांगला उष्णता नष्ट होण्याचा प्रभाव आहे आणि सक्तीने थंड न करता सतत कार्य करू शकते. 2. वेव्हगाइड माध्यम म्हणून, ऑप्टिकल फायबरचा एक लहान कोर व्यास असतो आणि फायबरमध्ये उच्च उर्जा घनतेचा धोका असतो. म्हणून, फायबर लेसरमध्ये उच्च रूपांतरण कार्यक्षमता, कमी थ्रेशोल्ड, उच्च लाभ आणि अरुंद रेषाविड्थ असते आणि ते ऑप्टिकल फायबरपेक्षा वेगळे असतात. कपलिंग नुकसान लहान आहे. 3. ऑप्टिकल फायबरमध्ये चांगली लवचिकता असल्यामुळे, फायबर लेसर लहान आणि लवचिक, संरचनेत कॉम्पॅक्ट, किफायतशीर आणि सिस्टीममध्ये समाकलित करणे सोपे आहे. 4. ऑप्टिकल फायबरमध्ये भरपूर ट्यून करण्यायोग्य पॅरामीटर्स आणि निवडकता देखील आहे आणि ते खूप विस्तृत ट्युनिंग श्रेणी, चांगले फैलाव आणि स्थिरता मिळवू शकतात.

फायबर लेसर वर्गीकरण:

1. दुर्मिळ पृथ्वी डोपड फायबर लेसर

2. सध्या तुलनेने परिपक्व सक्रिय ऑप्टिकल फायबरमध्ये डोप केलेले दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक: एर्बियम, निओडीमियम, प्रॅसिओडीमियम, थ्युलियम आणि यटरबियम.

3. फायबर उत्तेजित रमन स्कॅटरिंग लेसरचा सारांश: फायबर लेसर मूलत: एक तरंगलांबी कनवर्टर आहे, जो पंप तरंगलांबी एका विशिष्ट तरंगलांबीच्या प्रकाशात रूपांतरित करू शकतो आणि लेसरच्या रूपात आउटपुट करू शकतो. भौतिक दृष्टीकोनातून, प्रकाश प्रवर्धन निर्माण करण्याचे तत्त्व म्हणजे कार्यरत सामग्रीला शोषून घेऊ शकणाऱ्या तरंगलांबीचा प्रकाश प्रदान करणे, जेणेकरून कार्यरत सामग्री प्रभावीपणे ऊर्जा शोषून घेईल आणि सक्रिय होऊ शकेल. म्हणून, डोपिंग सामग्रीवर अवलंबून, संबंधित शोषण तरंगलांबी देखील भिन्न आहे आणि पंप प्रकाशाच्या तरंगलांबीच्या आवश्यकता देखील भिन्न आहेत.

2.3 सेमीकंडक्टर लेसर

सेमीकंडक्टर लेसर 1962 मध्ये यशस्वीरित्या उत्तेजित झाले आणि 1970 मध्ये खोलीच्या तपमानावर सतत आउटपुट प्राप्त केले. नंतर, सुधारणांनंतर, दुहेरी हेटरोजंक्शन लेसर आणि स्ट्राइप-स्ट्रक्चर्ड लेसर डायोड (लेझर डायोड) विकसित केले गेले, जे ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशन्स, ऑप्टिकल डिस्क्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. लेझर प्रिंटर, लेसर स्कॅनर आणि लेसर पॉइंटर्स (लेझर पॉइंटर्स). ते सध्या सर्वाधिक उत्पादित लेसर आहेत. लेसर डायोडचे फायदे आहेत: उच्च कार्यक्षमता, लहान आकार, हलके वजन आणि कमी किंमत. विशेषतः, मल्टिपल क्वांटम वेल प्रकाराची कार्यक्षमता 20 ~ 40% आहे आणि PN प्रकार देखील अनेक 15% ~ 25% पर्यंत पोहोचतो. थोडक्यात, उच्च ऊर्जा कार्यक्षमता हे त्याचे सर्वात मोठे वैशिष्ट्य आहे. याव्यतिरिक्त, त्याची सतत आउटपुट तरंगलांबी इन्फ्रारेड ते दृश्यमान प्रकाशापर्यंतची श्रेणी व्यापते आणि 50W (पल्स रुंदी 100ns) पर्यंत ऑप्टिकल पल्स आउटपुट असलेली उत्पादने देखील व्यावसायिकीकृत केली गेली आहेत. हे लेसरचे उदाहरण आहे जे लिडर किंवा उत्तेजित प्रकाश स्रोत म्हणून वापरण्यास अतिशय सोपे आहे. घन पदार्थांच्या एनर्जी बँड सिद्धांतानुसार, सेमीकंडक्टर पदार्थांमधील इलेक्ट्रॉनच्या ऊर्जा पातळीमुळे ऊर्जा बँड तयार होतात. उच्च उर्जा एक वहन बँड आहे, कमी उर्जा एक व्हॅलेन्स बँड आहे आणि दोन बँड निषिद्ध बँडने विभक्त केले आहेत. जेव्हा सेमीकंडक्टरमध्ये समतोल नसलेल्या इलेक्ट्रॉन-होल जोड्या पुन्हा एकत्र केल्या जातात, तेव्हा सोडलेली ऊर्जा ल्युमिनेसेन्सच्या स्वरूपात विकिरण होते, जी वाहकांचे पुनर्संयोजन ल्युमिनेसेन्स असते.

सेमीकंडक्टर लेसरचे फायदे: लहान आकार, हलके वजन, विश्वसनीय ऑपरेशन, कमी वीज वापर, उच्च कार्यक्षमता इ.

२.४YAG लेसर

YAG लेसर, लेसरचा एक प्रकार, उत्कृष्ट सर्वसमावेशक गुणधर्मांसह (ऑप्टिक्स, यांत्रिकी आणि थर्मल) लेसर मॅट्रिक्स आहे. इतर सॉलिड लेझर्सप्रमाणे, YAG लेसरचे मूलभूत घटक म्हणजे लेसर वर्किंग मटेरियल, पंप सोर्स आणि रेझोनंट कॅव्हिटी. तथापि, क्रिस्टलमध्ये डोप केलेले विविध प्रकारचे सक्रिय आयन, भिन्न पंप स्त्रोत आणि पंपिंग पद्धती, वापरल्या जाणाऱ्या रेझोनंट पोकळीच्या भिन्न संरचना आणि वापरलेल्या इतर कार्यात्मक संरचनात्मक उपकरणांमुळे, YAG लेझर अनेक प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, आउटपुट वेव्हफॉर्मनुसार, ते सतत लहर YAG लेसर, पुनरावृत्ती वारंवारता YAG लेसर आणि पल्स लेसर इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते; ऑपरेटिंग तरंगलांबीनुसार, ते 1.06μm YAG लेसर, वारंवारता दुप्पट YAG लेसर, रमन वारंवारता शिफ्ट केलेले YAG लेसर आणि ट्यूनेबल YAG लेसर इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते; डोपिंगनुसार लेसरचे विविध प्रकार Nd मध्ये विभागले जाऊ शकतात: YAG लेसर, YAG लेसर डोप केलेले Ho, Tm, Er, इ.; क्रिस्टलच्या आकारानुसार, ते रॉड-आकार आणि स्लॅब-आकाराच्या YAG लेसरमध्ये विभागलेले आहेत; वेगवेगळ्या आउटपुट पॉवरनुसार, ते उच्च शक्ती आणि लहान आणि मध्यम शक्तीमध्ये विभागले जाऊ शकतात. YAG लेसर इ.

सॉलिड YAG लेसर कटिंग मशीन 1064nm च्या तरंगलांबीसह स्पंदित लेसर बीमचा विस्तार करते, प्रतिबिंबित करते आणि केंद्रित करते, नंतर सामग्रीच्या पृष्ठभागावर विकिरण करते आणि गरम करते. पृष्ठभागावरील उष्णता थर्मल वहनातून आतील भागात पसरते आणि लेसर पल्सची रुंदी, ऊर्जा, कमाल शक्ती आणि पुनरावृत्ती डिजिटल पद्धतीने तंतोतंत नियंत्रित केली जाते. फ्रिक्वेन्सी आणि इतर पॅरामीटर्स सामग्री त्वरित वितळवू शकतात, बाष्पीभवन करू शकतात, ज्यामुळे सीएनसी प्रणालीद्वारे पूर्वनिर्धारित मार्गांचे कटिंग, वेल्डिंग आणि ड्रिलिंग साध्य करता येते.

वैशिष्ट्ये: या मशीनमध्ये चांगली बीम गुणवत्ता, उच्च कार्यक्षमता, कमी किंमत, स्थिरता, सुरक्षितता, अधिक अचूकता आणि उच्च विश्वासार्हता आहे. हे कटिंग, वेल्डिंग, ड्रिलिंग आणि इतर फंक्शन्स एकामध्ये समाकलित करते, ज्यामुळे ते एक आदर्श अचूक आणि कार्यक्षम लवचिक प्रक्रिया उपकरण बनते. जलद प्रक्रियेचा वेग, उच्च कार्यक्षमता, चांगले आर्थिक फायदे, लहान सरळ कडा स्लिट्स, गुळगुळीत कटिंग पृष्ठभाग, मोठ्या खोली-ते-व्यास गुणोत्तर आणि किमान पैलू-ते-रुंदी गुणोत्तर थर्मल विकृती, आणि कठोर, ठिसूळ अशा विविध सामग्रीवर प्रक्रिया केली जाऊ शकते. , आणि मऊ. प्रक्रियेत साधन परिधान किंवा बदलण्याची कोणतीही समस्या नाही आणि यांत्रिक बदल नाही. ऑटोमेशन लक्षात घेणे सोपे आहे. हे विशेष परिस्थितीत प्रक्रिया करू शकते. पंप कार्यक्षमता उच्च आहे, सुमारे 20% पर्यंत. कार्यक्षमता वाढते म्हणून, लेसर माध्यमाचा उष्णता भार कमी होतो, त्यामुळे बीम मोठ्या प्रमाणात सुधारला जातो. यात दीर्घ दर्जाचे आयुष्य, उच्च विश्वासार्हता, लहान आकार आणि हलके वजन आहे आणि ते लघुकरण अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे.

ऍप्लिकेशन: लेझर कटिंग, वेल्डिंग आणि मेटल सामग्रीचे ड्रिलिंगसाठी योग्य: जसे की कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील, मिश्र धातु, ॲल्युमिनियम आणि मिश्र धातु, तांबे आणि मिश्र धातु, टायटॅनियम आणि मिश्र धातु, निकेल-मॉलिब्डेनम मिश्र धातु आणि इतर साहित्य. विमानचालन, एरोस्पेस, शस्त्रे, जहाजे, पेट्रोकेमिकल, वैद्यकीय, उपकरणे, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोबाईल आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. केवळ प्रक्रियेची गुणवत्ता सुधारली नाही तर कामाची कार्यक्षमता देखील सुधारली आहे; याव्यतिरिक्त, YAG लेसर वैज्ञानिक संशोधनासाठी अचूक आणि जलद संशोधन पद्धत देखील प्रदान करू शकते.

इतर लेसरच्या तुलनेत:

1. YAG लेसर नाडी आणि सतत दोन्ही मोडमध्ये कार्य करू शकते. त्याचे पल्स आउटपुट Q-स्विचिंग आणि मोड-लॉकिंग तंत्रज्ञानाद्वारे लहान डाळी आणि अल्ट्रा-शॉर्ट डाळी मिळवू शकते, अशा प्रकारे त्याची प्रक्रिया श्रेणी CO2 लेसरपेक्षा मोठी बनते.

2. त्याची आउटपुट तरंगलांबी 1.06um आहे, जी 10.06um च्या CO2 लेसर तरंगलांबीपेक्षा अगदी एक क्रमाने लहान आहे, त्यामुळे त्यात धातू आणि चांगल्या प्रक्रिया कार्यक्षमतेसह उच्च कपलिंग कार्यक्षमता आहे.

3. YAG लेसरमध्ये कॉम्पॅक्ट स्ट्रक्चर, हलके वजन, सोपे आणि विश्वासार्ह वापर आणि कमी देखभाल आवश्यकता आहे.

4. YAG लेसर ऑप्टिकल फायबरसह जोडले जाऊ शकते. टाइम डिव्हिजन आणि पॉवर डिव्हिजन मल्टिप्लेक्स प्रणालीच्या मदतीने, एक लेसर बीम एकाधिक वर्कस्टेशन्स किंवा रिमोट वर्कस्टेशन्सवर सहजपणे प्रसारित केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे लेसर प्रक्रियेची लवचिकता सुलभ होते. म्हणून, लेसर निवडताना, आपण विविध पॅरामीटर्स आणि आपल्या स्वतःच्या वास्तविक गरजा विचारात घेतल्या पाहिजेत. केवळ अशा प्रकारे लेसर त्याची जास्तीत जास्त कार्यक्षमता देऊ शकतो. स्पंदित Nd: Xinte Optoelectronics द्वारे प्रदान केलेले YAG लेसर औद्योगिक आणि वैज्ञानिक अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहेत. विश्वसनीय आणि स्थिर स्पंदित Nd:YAG लेसर 100Hz पर्यंत पुनरावृत्ती दरांसह 1064nm वर 1.5J पर्यंत पल्स आउटपुट प्रदान करतात.