ອ່ານ:20 ຜູ້ຂຽນ:Site Editor ເຜີຍແຜ່ເວລາ: 2019-01-18 ຕົ້ນກໍາເນີດ:ເວັບໄຊທ໌
ຮູບລັກສະນະຂອງ diodes laser ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ໄດ້ປະຕິວັດເຕັກໂນໂລຊີຂອງ lasers ລັດແຂງພະລັງງານສູງໃນຫຼາຍວິທີ.ແນວຄວາມຄິດຕົ້ນສະບັບ, ເຊິ່ງແມ່ນເກືອບເປັນອາຍຸ lasers diode ແລະ optically pumped lasers ລັດແຂງແລະຊຶ່ງໃນນັ້ນ ຄົນອື່ນໄດ້ຂັບເຄື່ອນການພັດທະນາຂອງ diodes laser ພະລັງງານສູງ, ຄືການນໍາໃຊ້ໃຫ້ເຂົາເຈົ້າເປັນແຫຼ່ງ pump ສໍາລັບ lasers ຂອງລັດແຂງ 13, ໄດ້ກາຍເປັນຄວາມເປັນຈິງແລ້ວໃນທ້າຍສະຕະວັດທີ່: diode pumped lasers rod ໃນລະດັບ kW ແມ່ນມີຢູ່ໃນຕະຫຼາດ. ສະຖານທີ່ເປັນຜະລິດຕະພັນອຸດສາຫະກໍາ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເກີນກວ່ານັ້ນໃນເວລານັ້ນ diode ໃຫມ່ pumped lasers ລັດແຂງໄດ້ປະກົດວ່າ, ທີ່ບໍ່ມີທໍາມະດາ, ie lamp pumped ຄູ່ຮ່ວມງານ.ປະເພດເລເຊີດັ່ງກ່າວ, ເຊິ່ງແມ່ນສະເພາະ (ຫຼືຢ່າງຫນ້ອຍ ດີກວ່າແລະມີປະສິດທິພາບເທົ່ານັ້ນ) ທີ່ເປັນໄປໄດ້ໂດຍການນໍາໃຊ້ diodes laser ເປັນແຫຼ່ງປັ໊ມ, ເຊັ່ນ: laser ແຜ່ນແລະ laser ເສັ້ນໄຍ, ເຊິ່ງປະຈຸບັນເຂົ້າໄປໃນຕະຫຼາດການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ.ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ເຕັກໂນໂລຊີ laser diode ຕົວຂອງມັນເອງມີ ການພັດທະນາດັ່ງກ່າວພະລັງງານສູງແລະຄຸນນະພາບ, ເຖິງແມ່ນວ່າ lasers diode ໂດຍກົງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການປຸງແຕ່ງອຸປະກອນການ.
ການປະຕິບັດເລເຊີໃນ GaAs ຫຼື GaAsP laser diodes ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມ cryogenic ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນຕົ້ນເປັນ 196214. ສິ່ງທີ່ໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນເປັນ curiosity ທາງດ້ານຮ່າງກາຍເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການ lasers ລາຄາແພງທີ່ສຸດທີ່ມີໄລຍະເວລາຊີວິດສັ້ນຫຼາຍ, ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນ. ພື້ນຖານສໍາລັບແຫຼ່ງ laser ທີ່ມີຊີວິດຍາວຫຼາຍແລະລາຄາຖືກກວມເອົາຕະຫຼາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງແຫຼ່ງ laser, ມີປະລິມານຂອງ 3,10 Mio.US $ ໃນປີ 200615: ສ່ວນແບ່ງຂອງຊ້າງຂອງຕະຫຼາດ laser diode ໃນມື້ນີ້ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການນໍາໃຊ້ພະລັງງານຕ່ໍາໃນ. ໂທລະຄົມແລະການເກັບຮັກສາ optical, ແຕ່ເຕັກໂນໂລຊີຍັງມີຜົນກະທົບທີ່ເຂັ້ມແຂງຫຼາຍກັບການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸທີ່ມີ lasers ພະລັງງານສູງ.ການສືບສວນຢ່າງລະມັດລະວັງຂອງໂຄງສ້າງ crystalline, ຄວາມເຂົ້າໃຈລະອຽດກ່ຽວກັບກົນໄກການລົ້ມເຫຼວແລະ ການປັບປຸງຂະບວນການຜະລິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໄດ້ນໍາໄປສູ່ຜົນສໍາເລັດນີ້.ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເຖິງແມ່ນວ່າແນວຄວາມຄິດຄວາມເຢັນທີ່ທັນສະໄໝຈະອະນຸຍາດໃຫ້ມີພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນເກີນກວ່າຂໍ້ກຳນົດຂອງໂທລະຄົມກໍ່ຕາມ, ແຕ່ການປ່ອຍອາຍພິດອອກຈາກຕົວປ່ອຍດຽວກໍຍັງຄົງຢູ່. ຈໍາກັດການຈໍາກັດບໍ່ຫຼາຍປານໃດວັດ (ໃນຊີວິດທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ).ເພາະສະນັ້ນ, emitters ຫຼາຍແມ່ນລວມກັນຢູ່ໃນອົງປະກອບ monolithic ເອີ້ນວ່າແຖບ laser, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຖືກ mounted ໃສ່ຊຸດຄວາມຮ້ອນຈຸນລະພາກສໍາລັບການ cooling ປະສິດທິພາບ16;ເຖິງ 120 W ແມ່ນ a ພະລັງງານປົກກະຕິຂອງແຖບການຄ້າ, ແຕ່ຫຼາຍກ່ວາ 500 W ໄດ້ຖືກລາຍງານຈາກການທົດລອງຫ້ອງທົດລອງບໍ່ດົນມານີ້17.ເລນຈຸນລະພາກຮູບຊົງກະບອກ aspheric ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການ collimation ຂອງ beam divergent ສູງ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມສະຫລາດແມ່ນຈໍາກັດ ເນື່ອງຈາກວ່າຂໍ້ຈໍາກັດຂອງຄຸນນະພາບ beam ຂອງ emitters ບຸກຄົນແລະໂດຍສະເພາະແມ່ນເນື່ອງຈາກການ coupling incoherent ຂອງເຂົາເຈົ້າ18.
ຮູບຮ່າງຕົ້ນສະບັບແລະສ່ວນໃຫຍ່ຍັງນໍາໃຊ້ຂອງຂະຫນາດກາງທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວໃນ laser ລັດແຂງພະລັງງານສູງ (Nd:YAG) ແມ່ນ rod cylindrical;ໃນເລເຊີພະລັງງານສູງໂດຍປົກກະຕິ rod ນີ້ມີເສັ້ນຜ່າກາງ 4 ຫາ 8 ມມ, ຄວາມຍາວ 150 ຫາ 200 ມມແລະ. ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນແມ່ນປະຕິບັດໂດຍໂຄມໄຟ krypton arc.ເຖິງແມ່ນວ່າປະເພດຂອງເລເຊີຂອງລັດແຂງນີ້ເປັນເລເຊີຂອງລັດແຂງທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ສຸດໃນໄລຍະປີທີ່ຜ່ານມາ, ມັນມີສອງຂໍ້ເສຍຂອງລະບົບ: ຫນ້າທໍາອິດ, ໄລຍະເວລາຊີວິດຂອງ krypton arc. ໂຄມໄຟສັ້ນຫຼາຍ - ຫຼາຍຮ້ອຍຊົ່ວໂມງເທົ່ານັ້ນ - ແລະດັ່ງນັ້ນ, ຈໍາເປັນຕ້ອງປ່ຽນເລື້ອຍໆ.ອັນທີສອງແລະຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ, ມີພຽງແຕ່ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ສະຫນອງຈາກໂຄມໄຟ krypton arc ຕົວຈິງແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການສູບນ້ໍາ. ຂະບວນການ laser;ສ່ວນທີ່ເຫຼືອແມ່ນສ້າງຄວາມຮ້ອນແລະດັ່ງນັ້ນ, ສູນເສຍພະລັງງານແລະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນການສ້າງຜົນກະທົບຂອງເລນຄວາມຮ້ອນ.ໂດຍ diode pumping ຫນຶ່ງສາມາດໄດ້ຮັບການກໍາຈັດຂອງບັນຫາເຫຼົ່ານີ້: laser diodes ໃຫ້ຊີວິດຍາວຫຼາຍກ່ວາ 10000 ຊົ່ວໂມງແລະຄວາມຍາວຂອງຄື້ນການປ່ອຍອາຍພິດຂອງພວກມັນສາມາດກົງກັບຈຸດສູງສຸດຂອງການດູດຊຶມຂອງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, 808 nm ໃນກໍລະນີຂອງ Nd:YAG crystal.ການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນຫຼຸດລົງໄປເຊຍກັນອະນຸຍາດໃຫ້ຜົນຜະລິດພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງຫນຶ່ງ rod ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ ມັນສະຫນອງທີ່ດີກວ່າ ຄຸນນະພາບ beam: ໂດຍປົກກະຕິ, diode pumped lasers rod ໃນລະດັບ (ຫຼາຍ) ກິໂລວັດແມ່ນລະບຸໄວ້ກັບ beam parameter productc) ຂອງ 12 mm mrad, ໃນຂະນະທີ່ lamp pumped rod lasers ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະມານ 25 mm mrad.ດັ່ງນັ້ນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງເສັ້ນໄຍຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ (ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ 300 µm) ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້.ນອກຈາກນັ້ນ, ປະສິດທິພາບການສຽບຝາຂອງ 10% ແມ່ນລັກສະນະສໍາລັບ lasers ເຫຼົ່ານີ້, ເມື່ອທຽບກັບປະມານ 3% ສໍາລັບອຸປະກອນ pumped lamp.A ປົກກະຕິພະລັງງານສູງ diode pumped laser rod ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບ 15. laser ນີ້ແມ່ນ ຮູບແບບເທິງໃນຊຸດຈາກ 500 W ຫາ 4 kW ແລະຕິດຕັ້ງດ້ວຍຫ້ອງເລເຊີແປດ.
ນອກຈາກຄວາມຈິງແລ້ວ, ການນໍາໃຊ້ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວເປັນການຕັດແລະການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງເຫຼັກອ່ອນແລະສະແຕນເລດສາມາດໄດ້ຮັບການຂະຫຍາຍໃຫ້ຄວາມຫນາຂອງອຸປະກອນການຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼືຄວາມໄວສູງກວ່າ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້. diode pumped rod ປະເພດ Nd:YAG laser ຍັງໄດ້ນໍາໄປສູ່ການຄວາມສາມາດໃນການຕັດແລະການເຊື່ອມຕໍ່ວັດສະດຸ, ທີ່ໄດ້ບໍ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງກ່ອນທີ່ຈະເປັນຕົວຢ່າງໂດຍສະເພາະແມ່ນການເຊື່ອມຕໍ່ອາລູມິນຽມ.ນີ້ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 16, ບ່ອນທີ່ເສັ້ນໂຄ້ງການເຊື່ອມໂລຫະສໍາລັບ AlMg3 (5457) ດ້ວຍເລເຊີ ROFIN DP 040 (ເບິ່ງຮູບ 15) ຖືກນໍາສະເຫນີ.
ຮູບທີ 15: ROFIN DP040HP – diode pumped rod laser ມີພະລັງງານຜົນຜະລິດ 4 kW ຮູບ 16: ເສັ້ນໂຄ້ງການເຊື່ອມໂລຫະສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະ AlMg3 ຫນາ 8 ມມ ດ້ວຍ 4 kW diode pumped Nd:YAG laser
ໃນຖານະເປັນຕົ້ນແບບຫ້ອງທົດລອງອີງຕາມ ROFIN DP-series ໄດ້ອະທິບາຍຂ້າງເທິງ diode rodປະເພດ pumped Nd:YAG laser ທີ່ມີພະລັງງານການຜະລິດສູງສຸດ.8 kW ໄດ້ຮັບຮູ້ໃນການຮ່ວມມືກັບສະຖາບັນ Fraunhofer ສໍາລັບເຕັກໂນໂລຊີ Laser ໃນ Aachen, ເຢຍລະມັນ.ເປົ້າໝາຍຂອງໂຄງການແມ່ນເພື່ອໃຫ້ມີຄວາມເຂົ້າໃຈດີຂຶ້ນສຳລັບການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸພະລັງງານສູງໃນຂອບເຂດຄວາມຍາວຄື້ນ 1 µm.ລັງສີຂອງເລເຊີ 8 kW ໄດ້ຖືກສົ່ງໄປຫາສະຖານີເຮັດວຽກໂດຍເສັ້ນໃຍທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຫຼັກຂອງ. 600 µm ແລະຍາວເຖິງ 50 m.
ການຕັດສະແຕນເລດໄດ້ຖືກປະຕິບັດສໍາລັບຄວາມຫນາຂອງວັດສະດຸລະຫວ່າງ 4 ຫາ 10 ມມ.ຄວາມໄວສູງສຸດ, ທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ສໍາລັບການຕັດອອກນອກໄດ້ແມ່ນ 2.5 m / ນາທີ;ເພື່ອບັນລຸຄວາມໄວນີ້ດ້ວຍເລເຊີ CO2 ສູງກວ່າ 20%. ພະລັງງານແມ່ນຕ້ອງການເຖິງວ່າຈະມີຄຸນນະພາບ beam ດີກວ່າ19.ການທົດລອງການເຊື່ອມໂລຫະມີ ໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນສະແຕນເລດແລະວັດສະດຸເຫຼັກອ່ອນໆໃນລະດັບຄວາມຫນາລະຫວ່າງ 6 ແລະ 10 ມມ.ກະແສລົມແຮງທີ່ບໍ່ຄາດຄິດໃນລະຫວ່າງການເຊື່ອມໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ໃນການທົດລອງເຫຼົ່ານີ້.ການສະກັດກັ້ນຢ່າງພຽງພໍຂອງ plume ສາມາດ ບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍ nozzles ມາດຕະຖານທໍາມະດາໂດຍບໍ່ມີການລົບກວນສະນຸກເກີການເຊື່ອມ.ດັ່ງນັ້ນ, ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນແມ່ນການພັດທະນາ nozzle ພິເສດ, ເຊິ່ງສາມາດສະກັດກັ້ນ plume ໃນມືຫນຶ່ງຢ່າງມີປະສິດທິຜົນແຕ່ອອກຈາກສະນຸກເກີເຊື່ອມ. undisturbed ອີກດ້ານຫນຶ່ງ.ການອອກແບບ nozzle ໃຫມ່ສົບຜົນສໍາເລັດໄດ້ຖືກພິສູດເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາ: ຮູບທີ 17 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນການເຊື່ອມໂລຫະຕົວຈິງສໍາລັບເຫຼັກອ່ອນແລະເຫຼັກສະແຕນເລດ.ການສືບສວນເພີ່ມເຕີມຂອງ vapor plume, ໂດຍສະເພາະການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງ plume, radiation laser ແລະການໄຫຼຂອງອາຍແກັສຂະບວນການຈະເປັນ ສືບສວນຕື່ມອີກແລະເປີດທ່າແຮງຂອງ lasers ລັດແຂງທີ່ມີພະລັງງານສູງຕື່ມອີກ.
ຮູບທີ 17: ການເຊື່ອມໂລຫະດ້ວຍລັດແຂງ 8 kW
ກະຕຸ້ນໂດຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພິເສດ, ຄືການກໍາຈັດການປົນເປື້ອນຂອງໃບຈາກທາງລົດໄຟ 20, ພະລັງງານສູງ Q-switched Nd:YAG laser (ROFIN DQx80S) ໄດ້ຖືກພັດທະນາ.ການປົນເປື້ອນຂອງໃບແມ່ນສ້າງສອງບັນຫາຕົ້ນຕໍ, ເຊິ່ງມີອິດທິພົນ ຄວາມປອດໄພຂອງລະບົບລົດໄຟ: ການຕິດຂອງລໍ້ຕໍາ່ທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາ breaking ແລະການເລັ່ງແລະການຂັດຂວາງຄວາມປອດໄພຂອງວົງຈອນຕິດຕາມໄຟຟ້າ.Laser ablation ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າເປັນຂະບວນການທາງເລືອກສໍາລັບການ ການໂຍກຍ້າຍທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງຊັ້ນນີ້.ດັ່ງທີ່ຮູ້ກັນດີ, laser ablation ຕ້ອງການ pulses ສັ້ນໃນຂອບເຂດຂອງຫຼາຍສິບ nanoseconds.ດັ່ງນັ້ນ, excimer lasers ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍມາເຖິງຕອນນັ້ນ;ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເປັນລະບົບ laser ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກນີ້ຈະຕ້ອງເປັນ ແລ່ນໃນລົດໄຟ, excimer lasers ໄດ້ຖືກປະຕິເສດໃນບັນດາຄົນອື່ນສໍາລັບການພິຈາລະນາຄວາມປອດໄພ.ພະລັງງານສະເລ່ຍປະມານ 1 kW ໄດ້ຖືກຮ້ອງຂໍນັບຕັ້ງແຕ່ພະລັງງານສະເລ່ຍກໍານົດອັດຕາການກໍາຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນແລະລົດໄຟສະເລ່ຍຂັ້ນຕ່ໍາ. ຄວາມໄວປະມານ 70 ກິໂລແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງຕ້ອງບັນລຸໄດ້ເພື່ອນໍາໃຊ້ວິທີການທາງດ້ານເສດຖະກິດ.ອີງໃສ່ການອອກແບບ laser rod pumped diode ທີ່ອະທິບາຍຂ້າງເທິງຫນ່ວຍບໍລິການ Q-switched Nd:YAG ໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ເຊິ່ງສະຫນອງພະລັງງານສະເລ່ຍຂອງ 800 W ໃນໂຫມດ Q-switch ໃນ pulses ປະມານ 38 ns ແລະໃນອັດຕາການຄ້າງຫ້ອງຈາກ 6 ເຖິງ 15 kHz.ພະລັງງານໄດ້ຖືກສົ່ງຜ່ານເສັ້ນໄຍ 800 µm ເຂົ້າໄປໃນຫົວເຮັດວຽກພິເສດ, ເຊິ່ງປະກອບເປັນຈຸດສຸມໃສ່ເສັ້ນທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນທາງແລະຄວາມຍາວ,Proc.ຂອງ SPIE Vol.6735 67350T-7 ເຊິ່ງຮັບປະກັນການທັບຊ້ອນກັນເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນຄວາມໄວສູງສຸດຂອງລົດໄຟເພື່ອທໍາຄວາມສະອາດເຕັມຮູບແບບຂອງເສັ້ນທາງ;ຫົວເຮັດວຽກແມ່ນຕິດຢູ່ໃຕ້ລົດຂອງ 'ລົດໄຟທຳຄວາມສະອາດ'.ລະບົບໄດ້ຖືກທົດສອບຢ່າງສໍາເລັດຜົນແລະປະຕິບັດດ້ານວິຊາການ ແລະຂໍ້ກໍານົດທາງເສດຖະກິດ.ເລເຊີທີ່ອະທິບາຍນີ້ແມ່ນເພື່ອຄວາມຮູ້ທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງພວກເຮົາ ເລເຊີການຄ້າ Q-switched ທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດທີ່ມີຢູ່.ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອາດຈະເກີດຂື້ນໃນພາກສະຫນາມຂອງການລອກເອົາສີ, ການເຮັດຄວາມສະອາດຫນ້າດິນ, ໂຄງສ້າງຄວາມໄວສູງ, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບຈຸລັງແສງຕາເວັນ, ແລະອື່ນໆ.
ໃນເສັ້ນຍາວ (ຫຼືສິ້ນສຸດ-) pumped lasers ລັດແຂງ, radiation pump ແມ່ນສະຫນອງໃຫ້ຕາມ resonator optical ຜ່ານບ່ອນແລກປ່ຽນຄວາມໃນຕອນທ້າຍຂອງ laser ໄດ້.ແນ່ນອນ, ການສູບນ້ໍາໃນເລຂາຄະນິດນີ້ແມ່ນເປັນໄປໄດ້ພຽງແຕ່, ຖ້າຫາກວ່າ beam ຄຸນນະພາບຂອງ pump ໄດ້ ແຫຼ່ງແມ່ນດີພຽງພໍເພື່ອໃຫ້ແສງສະຫວ່າງປັ໊ມສາມາດສົມທົບຢ່າງມີປະສິດທິພາບເຂົ້າໄປໃນ rod laser.ດັ່ງນັ້ນ, ແນວຄວາມຄິດແມ່ນເປັນໄປໄດ້ພຽງແຕ່ມີ (diode-) laser pumping;ການປ່ອຍອາຍພິດເປັນຮູບສີ່ຫລ່ຽມທີ່ມີ astigmatic ສູງຂອງແຖບ diode ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຈັດລຽງໃຫມ່ ເຫມາະເຂົ້າໄປໃນຮູບຮ່າງວົງຂອງ rod ໄດ້.ກົງກັນຂ້າມກັບແນວຄວາມຄິດ pumped ຂ້າງໃນການຕັ້ງຄ່າດັ່ງກ່າວ, ພາກພື້ນ pumped ສາມາດຈັບຄູ່ກັບປະລິມານ mode ຂອງ resonator ແລະດັ່ງນັ້ນ, ແຫຼ່ງ laser ປະສິດທິພາບຫຼາຍທີ່ມີ beam ຄຸນນະພາບສູງສາມາດ. ຮັບຮູ້.Diode pumping ຍັງມີຄຸນສົມບັດຂອງເລເຊີອື່ນໆທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍກ່ວາໄປເຊຍກັນ Nd:YAG ທີ່ຮູ້ຈັກກັນດີສໍາລັບ lasers: lasers pumped ສຸດທ້າຍມັກຈະໃຊ້ Nd:YVO4 (Yttrium-Vanadate), ເຊິ່ງໃນບັນດາສິ່ງອື່ນໆມີແຖບການດູດຊຶມກວ້າງກວ່າສໍາລັບ 808 nm. radiation ຂອງ diodes ແລະດັ່ງນັ້ນ, ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫນ້ອຍກັບການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມຫຼືການແກ່ຂອງ diodes ໄດ້.ຄຸນນະພາບຂອງ beam ສູງ (ຮູບແບບພື້ນຖານ) ແລະການຕັ້ງຄ່າ resonator ສັ້ນຂອງແນວຄວາມຄິດ pumping ສຸດທ້າຍເຊັ່ນດຽວກັນກັບສັ້ນ ຕະຫຼອດຊີວິດຂອງ fluorescence ຂອງ Nd:YVO4 ເຮັດໃຫ້ການຕັ້ງຄ່ານີ້ເປັນການປະສົມປະສານທີ່ມັກສໍາລັບການຜະລິດຂອງ pulses Q-switch ສັ້ນແລະສໍາລັບການປ່ຽນຄວາມຖີ່.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປສໍາລັບ lasers ດັ່ງກ່າວແມ່ນຢູ່ໃນພື້ນທີ່ຂອງເຄື່ອງຫມາຍຄວາມແມ່ນຍໍາສູງແລະເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ.ຕົວຢ່າງທີ່ປົກກະຕິແລະຫຼາຍຕົວແທນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຫມາຍຂອງ laser ນີ້ແມ່ນການຜະລິດບັດ smart, ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນ Fig. 18: ພະລັງງານ pulse peak ສູງແລະອັດຕາການຊ້ໍາກັນສູງຂອງ laser ຫຼຸດຜ່ອນເວລາການພິມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍານວນຫຼາຍ.ROFIN-lasers ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກນີ້ໃຊ້ຊອບແວຂະຫນາດສີຂີ້ເຖົ່າທີ່ມີນະວັດກໍາທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມທີ່ແຕກຕ່າງກັນສໍາລັບ ກໍາມະຈອນ laser ສ່ວນບຸກຄົນ.ການຖ່າຍຮູບຂະໜາດສີເທົາເຮັດໃຫ້ສາມາດຫຼຸດຈຳນວນບິດໃນຮູບໃດໜຶ່ງໄດ້, ເຮັດໃຫ້ເວລາການໝາຍສັ້ນລົງຢ່າງເຫັນໄດ້ຊັດເມື່ອປຽບທຽບກັບຮູບພາບສີຂາວດຳທຳມະດາທີ່ໃຫ້ການຖ່າຍຮູບຄຸນນະພາບສູງ. ການພິມ.
ຕົວຢ່າງສໍາລັບການໂຍກຍ້າຍຮູບເງົາບາງໆແມ່ນໂຄງສ້າງຂອງວັດສະດຸໃນຈຸລັງແສງຕາເວັນ: ເອເລັກໂຕຣນິກໂປ່ງໃສ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນເຮັດຈາກ Indium-Tin-Oxide ຕ້ອງມີໂຄງສ້າງເປັນເສັ້ນດ່າງທີ່ມີເສັ້ນແຍກແຄບເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້. ສາຍໄດ້ຖືກສູນເສຍສໍາລັບການປ່ຽນພະລັງງານແລະດັ່ງນັ້ນ, ມີອິດທິພົນຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງຈຸລັງແສງຕາເວັນ.ເສັ້ນທີ່ມີຄວາມກວ້າງນ້ອຍເຖິງ 10 µm ແລະສາມາດຂຽນໄດ້ດ້ວຍຄວາມໄວເຖິງ 1000 mm/s.ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອື່ນການໂຍກຍ້າຍຢ່າງສົມບູນຂອງບາງໆ ຮູບເງົາກ່ຽວກັບຈຸລັງແສງຕາເວັນແມ່ນຕ້ອງການ.ເລເຊີສາມາດປະຕິບັດວຽກງານນີ້ດ້ວຍອັດຕາ 5 cm²/s.
ຫນຶ່ງໃນປັດໃຈຈໍາກັດສໍາລັບ lasers ປະເພດ rod ໃນດ້ານຄຸນນະພາບ beam ເຖິງແມ່ນວ່າການສູບ diode ຖືກນໍາໃຊ້ແມ່ນ 'ຜົນກະທົບເລນຄວາມຮ້ອນ'.ຄວາມຄິດຫນຶ່ງທີ່ຈະຫລີກລ້ຽງທີ່ໄດ້ຖືກຈັດພີມມາໃນປີ 1994 ໂດຍ A.Giesen et.al.21, ຜູ້ທີ່ສະເຫນີໃຫ້ໃຊ້ບາງໆ ແຜ່ນດິດ (ຄວາມໜາປະມານ 150 ຫາ 300 µm ແລະ ເສັ້ນຜ່າສູນກາງປະມານ 7 ມມ) ເປັນສື່ເລເຊີ.ແຜ່ນບາງໆນີ້ແມ່ນຕິດໃສ່ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີດ້ານຫລັງຂອງມັນ ແລະດັ່ງນັ້ນ, ມັນຖືກເຮັດຄວາມເຢັນໃນທິດທາງແກນ, ຫຼີກເວັ້ນການ gradient ອຸນຫະພູມ radial.ເປັນ ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ໄດ້ Yb:YAG ຖືກນໍາໃຊ້ໃນກໍລະນີນີ້ເຊັ່ນດຽວກັນກັບອຸປະກອນອື່ນໆນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ລະດັບ doping ສູງຫຼາຍ (ເຖິງ 30%) ກ່ວາ Nd-doping;ລະດັບ doping ສູງແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບເຕັກໂນໂລຊີນີ້ເປັນປະລິມານ, ບ່ອນທີ່ແສງ laser ໄດ້ຖືກສະກັດ ແມ່ນນ້ອຍກວ່າຫຼາຍກໍລະນີຂອງປະເພດ rod.ການສູບນ້ໍາແມ່ນປະຕິບັດແນ່ນອນກັບ diodes, ຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແມ່ນ tuned ກັບການດູດຊຶມຕົ້ນຕໍຂອງໄປເຊຍກັນ Yb:YAG (940 nm);ເນື່ອງຈາກວ່າບໍ່ແມ່ນທັງຫມົດຂອງແສງສະຫວ່າງ pump ສາມາດຖືກດູດຊຶມຢູ່ໃນເສັ້ນທາງດຽວ a ການຕັ້ງຄ່າຜ່ານຫຼາຍແມ່ນຮັບຮູ້.ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ quantum ໃນລະບົບ Yb:YAG ແມ່ນນ້ອຍກວ່າກໍລະນີຂອງ Nd:YAG, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນຕື່ມອີກ.ສໍາລັບເຫດຜົນເຫຼົ່ານີ້, ການປັບປຸງຕື່ມອີກເມື່ອທຽບກັບ ເພື່ອ diode pumped lasers rod ຄາດວ່າຈະແລະໃນຄວາມເປັນຈິງ, mrad 7 ມມສາມາດບັນລຸໄດ້ໃນການຕິດຕັ້ງ laser ແຜ່ນປົກກະຕິ.ຢູ່ທີ່ ໃນເວລາດຽວກັນປະສິດທິພາບສູງກວ່າແມ່ນບັນລຸໄດ້, ເຊິ່ງສູງເຖິງ 50% optical-to-optical, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການສຽບຝາປະມານ 20%!
ໃນປັດຈຸບັນເລເຊີແຜ່ນພະລັງງານສູງໄດ້ຖືກສົ່ງມາຈາກ 750 W (ROFIN DSx75HQ) ຈາກແຜ່ນຫນຶ່ງທີ່ມີເສັ້ນໄຍ 150 µm ເຖິງພະລັງງານ 3 kW (ROFIN DS030HQ) ຈາກສອງແຜ່ນແລະເສັ້ນໄຍ 200 µm (ໃຊ້ NA = 0.12).ການເຊື່ອມໂລຫະເສັ້ນໂຄ້ງສໍາລັບເລເຊີ 1.5 kW ແລະສໍາລັບ ສອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງຈຸດສຸມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (100 µm ແລະ 300 µm) ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 19 ສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະສະແຕນເລດໃນການປຽບທຽບກັບເລເຊີ CO2-slab (ROFIN DC015, ເບິ່ງບົດ 2.1).ປະໂຫຍດຂອງແຜ່ນ laser ສໍາລັບວັດສະດຸບາງໆແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ ເຫັນໄດ້.
ຕົວຢ່າງສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາແມ່ນການເຊື່ອມໂລຫະຂອງກໍລະນີຫມໍ້ໄຟທີ່ເຮັດຈາກສະແຕນເລດ 1.4301 (ຮູບ 20);ມີ 700 W ແລະເສັ້ນຜ່າກາງຈຸດຂອງ 100 µm ພາກສ່ວນສາມາດເຊື່ອມຢ່າງສົມບູນດ້ວຍຄວາມໄວ 5 m / ນາທີພາຍໃຕ້ບັນຍາກາດ He.
ເລເຊີແຜ່ນແມ່ນແນ່ນອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຕັດ: foils ສະແຕນເລດຫນາ 0.5 ມມ (4 ມມ) ໄດ້ຖືກຕັດດ້ວຍພະລັງງານ 1.5 kW ດ້ວຍຄວາມໄວ 40 m / ນາທີ (2 m / min);ການຕັດດ້ວຍອົກຊີທີ່ມີການຊ່ວຍເຫຼືອຂອງເຫຼັກອ່ອນແມ່ນປະຕິບັດຢູ່ທີ່ 1 ມມແລະ 10 mm ວັດສະດຸຫນາທີ່ມີ 10 m / min ແລະ 1 m / min, ຕາມລໍາດັບ.
Fig. 19: ເສັ້ນໂຄ້ງການເຊື່ອມໂລຫະສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະສະແຕນເລດດ້ວຍເລເຊີແຜ່ນ 1,5 kW (DS015) ເມື່ອປຽບທຽບກັບ laser CO2 ປະເພດຝາອັດປາກຂຸມ (ROFIN DC015): ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນແມ່ນປະໂຫຍດຂອງເລເຊີແຜ່ນດິດສໍາລັບວັດສະດຸບາງໆ.ໂດຍຜົນກະທົບຂອງ plasma, CO2 laser ແມ່ນປະໂຫຍດສໍາລັບວັດສະດຸຫນາ.
ຮູບທີ 20: ກ່ອງໃສ່ຫມໍ້ໄຟ (1.4301) ເຊື່ອມດ້ວຍເລເຊີແຜ່ນບາງໆ 750 W (ROFIN DSx75HQ) ຂະໜາດ 100 µm, ຄວາມໄວການເຊື່ອມ 5 m/min
ໄດ້ມາຈາກການສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນທີ່ດີສໍາລັບການກໍານົດການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຫມາຍ, ຄຸນນະພາບ beam ສູງຂອງ laser ແຜ່ນອະນຸຍາດໃຫ້ການຈັດຕໍາແຫນ່ງ beam ຄວາມໄວສູງໂດຍລະບົບຂອງສອງກະຈົກ galvanic ຂັບເຄື່ອນ (ຮູບ 21, ຊ້າຍ).ພິເສດທີ່ເອີ້ນວ່າ 'ທົ່ງພຽງ ເລນ' ສະໜອງຈຸດໂຟກັສໃນຍົນທີ່ເຮັດວຽກຮາບພຽງ, ເຖິງວ່າຈະມີຕໍາແຫນ່ງ. ການສົ່ງລໍາແສງໂດຍເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຫຼັກປົກກະຕິຂອງ 150 ຫາ 200 µm ເຮັດໃຫ້ມັນງ່າຍທີ່ຈະສົມທົບຫນ່ວຍປ້ອງກັນ beam ດັ່ງກ່າວກັບຫຸ່ນຍົນດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນ ຮູບທີ 21 (ຂວາ).
ການຕິດຕັ້ງນີ້ນໍາໄປສູ່ເຄື່ອງມືທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍ: ໃນຂະນະທີ່ຫຸ່ນຍົນກໍາລັງປະຕິບັດການເຄື່ອນໄຫວຂອງຫົວສະແກນທີ່ລຽບຕາມທິດທາງຕົ້ນຕໍຂອງ seam, ກະຈົກ galvanic deflect beam ກັບຕໍາແຫນ່ງທີ່ແນ່ນອນ, ປະຕິບັດຊື່. stitches, ວົງ, ຄື້ນຟອງຫຼືຮູບຮ່າງທີ່ຕ້ອງການອື່ນໆ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ພຽງແຕ່ stitches ຊື່ທີ່ມີຄວາມຍາວການເຊື່ອມ 50% ແລະ 50% ໄລຍະຫ່າງແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງ beam ໃນຄວາມໄວຄົງທີ່ຈະນໍາໄປສູ່ການ 50%. ການນໍາໃຊ້ຂອງ laser ໄດ້;ໂດຍການປະຕິບັດລະບົບການເຊື່ອມໂລຫະເຄື່ອງສະແກນຫຸ່ນຍົນ, ຄວາມໄວ (ຂອງການເຄື່ອນໄຫວຫຸ່ນຍົນ) ສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນເກືອບສອງເທົ່າຍ້ອນວ່າເຄື່ອງສະແກນສາມາດນໍາພາຈຸດໃນໄລຍະຫ່າງໄດ້ໄວຫຼາຍ (ເຊັ່ນ: ໃນ millisecond-range).
ດັ່ງນັ້ນ, ການຕິດຕັ້ງນີ້ແມ່ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະເຊັ່ນ: ຮ່າງກາຍໃນສີຂາວ, ທົດແທນການເຊື່ອມໂລຫະຈຸດໄຟຟ້າ.
ຮູບທີ 21: ຊ້າຍ: ຮູບແຕ້ມຂອງລະບົບກະຈົກ galvanic ທີ່ມີເລນສະຫນາມຮາບພຽງສໍາລັບການຈັດວາງ beam ໄວ22.ສິດ: ປະສົມປະສານກັບຫຸ່ນຍົນ ເລເຊີເສັ້ນໄຍ
ຄວາມເປັນໄປໄດ້ອື່ນໆທີ່ຈະຫຼີກເວັ້ນຜົນກະທົບຂອງເລນຄວາມຮ້ອນແມ່ນການຫຼຸດຜ່ອນເສັ້ນຜ່າກາງແລະເພີ່ມຄວາມຍາວຂອງ rod, ດັ່ງນັ້ນສຸດທ້າຍສື່ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວໄດ້ degenerated ເປັນເສັ້ນໄຍ optical ແລະແມ້ກະທັ້ງ radial cooling ບໍ່ໄດ້ເຮັດໃຫ້ເກີດເປັນ. gradient ອຸນຫະພູມໃນໄລຍະຂ້າມຂອງເສັ້ນໄຍ.ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ເສັ້ນຜ່າກາງຂອງຫຼັກທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວສາມາດບາງ, ມີພຽງແຕ່ຫນຶ່ງໂຫມດດຽວແມ່ນຂະຫຍາຍອອກແລະດັ່ງນັ້ນ, radiation ຮູບແບບດຽວທີ່ມີຄຸນະພາບສູງສາມາດສ້າງໄດ້.ການສູບນ້ໍາແມ່ນ ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນປະຕິບັດໂດຍການນໍາໃຊ້ເສັ້ນໄຍສອງຊັ້ນທີ່ເອີ້ນວ່າ: ແສງປັ໊ມຖືກສົມທົບເຂົ້າໄປໃນກະເບື້ອງພາຍໃນທີ່ອ້ອມຮອບແກນເສັ້ນໄຍທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວແລະຖືກດູດຊຶມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຈາກຫຼັກເສັ້ນໄຍທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຕະຫຼອດຄວາມຍາວທັງຫມົດຂອງເສັ້ນໄຍ. ເສັ້ນໄຍ.ມີສອງທົ່ວໄປ Proc.ຂອງ SPIE Vol.6735 67350T-9 ຄວາມເປັນໄປໄດ້ສໍາລັບການເຊື່ອມຕົວຂອງແສງສະຫວ່າງ pump ເຂົ້າໄປໃນແກນ pump: (a) ແນວຄວາມຄິດຂອງ end-pumped, ເຊິ່ງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີ stack diode ທີ່ມີ beam ຄຸນນະພາບຂ້ອນຂ້າງສູງເພື່ອໃຫ້ເຫມາະເຂົ້າໄປໃນ pump cladding ຂອງເສັ້ນໄຍ, ແລະ (b) ໄດ້ ' Y'-ຄູ່ ການຕັ້ງຄ່າ, ທີ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີຈໍານວນສູງຂອງ diodes ຄູ່ເສັ້ນໄຍ, ທີ່ຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການປ້ອນເຂົ້າໄປໃນຫຼັກ pump ໂດຍວິທີການສະລັບສັບຊ້ອນຫຼາຍ,ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມເສັ້ນໄຍ ຫຼືເສັ້ນໄຍ Bragg.
ໂດຍຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງສຸດໃນຫຼັກທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ໃນເສັ້ນໄຍ, ພະລັງງານທີ່ສາມາດສະກັດຈາກເສັ້ນໄຍດຽວ (ບໍ່ຈໍາເປັນຮູບແບບດຽວ!) ແມ່ນຈໍາກັດ.ໃນລະບົບການຄ້າຂອບເຂດຈໍາກັດນີ້ແມ່ນຢູ່ທີ່ປະມານ 800 W ສໍາລັບເວລາທີ່ມີ ປະມານ 1 ຫາ 2 ເທົ່າຂອງ diffraction ຈໍາກັດ beam ຄຸນນະພາບ, ໃນຂະນະທີ່ຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງ 3 kW ໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນ 23, ມີ beam ທີ່ 'ເກືອບຈໍາກັດ diffraction' ໄດ້.ການຂະຫຍາຍພະລັງງານແມ່ນປະຕິບັດໂດຍ 'ຂ້າງຄຽງ-ຂ້າງ' ປະສົມປະສານຂອງເສັ້ນໃຍຫຼາຍເສັ້ນ ແລະດັ່ງນັ້ນ, ໄປຄຽງຄູ່ກັບການສູນເສຍຄຸນນະພາບ beam.
ເລເຊີເສັ້ນໄຍໃນລະດັບພະລັງງານສູງແມ່ນຢູ່ໃນໄລຍະການປະເມີນຜົນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາໃນປັດຈຸບັນ.ພວກເຂົາສະຫນອງເຕັກໂນໂລຢີທີ່ມີທ່າແຮງສູງ, ຖ້າພວກເຂົາສາມາດຜະລິດດ້ວຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສົມເຫດສົມຜົນແລະສາມາດສະຫນອງໄດ້ຄືກັນ ການປະຕິບັດເປັນ laser ແຜ່ນ, ໂດຍສະເພາະແມ່ນໃນລະດັບພະລັງງານສູງ.ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງ lasers ເຫຼົ່ານີ້ເນື່ອງຈາກວ່າຄຸນນະພາບ beam ດີກວ່າຂອງເຂົາເຈົ້າໃນລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາແມ່ນເຄື່ອງຫມາຍ;Fig. 22 ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບເຄື່ອງຫມາຍ laser ເສັ້ນໄຍທີ່ມີ galvo ເຄື່ອງສະແກນຢູ່ທາງຫນ້າຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ.
ແທນທີ່ຈະໃຊ້ laser diode ສໍາລັບ pumping lasers ຂອງລັດແຂງພະລັງງານສູງ, ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການປຸງແຕ່ງໂດຍກົງ.ຫນ່ວຍດັ່ງກ່າວປະທັບໃຈໂດຍຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ສຸດເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນພະລັງງານສູງ: ຫົວເລເຊີ 3 kW ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 23 ແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍເທົ່າກັບຫົວເລເຊີ. 555 (ລວມທັງທໍ່ optical) x 260 x 200 [ມມ] ແລະນ້ໍາຫນັກພຽງແຕ່ 25 ກິໂລ.ຫນ່ວຍຄວບຄຸມແລະເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ມີຂະຫນາດປະມານ 600 x 800 x 1000 [ມມ] ແຕ່ລະຄົນຈະຖືກເພີ່ມເພື່ອເຮັດສໍາເລັດລະບົບເລເຊີທັງຫມົດ.ເລເຊີ diode ພະລັງງານສູງ, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ບໍ່ສາມາດສະຫນອງຄຸນນະພາບ beam ສູງດັ່ງກ່າວເປັນ diode pumped lasers ອະທິບາຍຂ້າງເທິງ.ນີ້ແມ່ນຜົນສະທ້ອນຂອງການເຊື່ອມປະສານ incoherent ຂອງ emitters ບຸກຄົນຂອງ diode laser bars18.ດ້ວຍການເພີ່ມພະລັງງານ P ຄຸນນະພາບ beam ຫຼຸດລົງໂດຍປັດໄຈ ,/P ຕາບໃດທີ່ຄວາມສົດໃສດ້ານຂອງ emitters ສ່ວນບຸກຄົນຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງ.Coupling Polarization ແລະການ coupling wavelength ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ ປັບປຸງສະຖານະການ16, 18: lasers diode ພະລັງງານສູງແມ່ນປົກກະຕິ
ຮູບທີ 23: ຫົວຫນ້າ laser diode ພະລັງງານສູງ ,3.1 kW (ROFIN DL031Q) unpolarized ແລະ emission ຢູ່ສອງຫຼືສາມ wavelengths.ຈຸດດັ່ງກ່າວເປັນຮູບສີ່ຫລ່ຽມ (1.3 x 0.8 [ມມ] ຢູ່ທີ່ຄວາມຍາວໂຟກັສ 66 ມມ ສໍາລັບລະບົບ 3 kW ທີ່ສະແດງໃນຮູບທີ 23 ທີ່ມີໂປຣໄຟລ໌ຫມວກເທິງສຸດໃນທິດທາງດຽວ ແລະ Gaussian ໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ.
ເປັນຜົນສະທ້ອນຂອງຄຸນນະພາບ beam ຂ້ອນຂ້າງບໍ່ດີຢູ່ໃນລະດັບພະລັງງານສູງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເລເຊີແບບດັ້ງເດີມເຊັ່ນ: ການຕັດແລະການເຊື່ອມໂລຫະເຈາະເລິກຄວາມໄວສູງບໍ່ໄດ້ເປີດຢ່າງແທ້ຈິງເປັນຕະຫຼາດສໍາລັບ lasers diode ພະລັງງານສູງ (ເບິ່ງບົດທີ 4, ຮູບທີ 27).ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຕົວເລກຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນ, ວ່າມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງສູງສໍາລັບ lasers diode ພະລັງງານສູງ: ບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມກັບ lasers diode ພະລັງງານສູງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນປີກ່ອນຫນ້ານີ້ກັບ Nd:YAG ຫຼື CO2. lasers, ແຕ່ບໍ່ສາມາດເຈາະເຂົ້າໄປໃນການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາທີ່ມີ lasers ເຫຼົ່ານີ້ສໍາລັບເຕັກໂນໂລຊີຫຼື - ຕົ້ນຕໍ - ເຫດຜົນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການລົງທຶນຂອງລະບົບເລເຊີ diode ພະລັງງານສູງຂອງມື້ນີ້ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາກວ່າ Nd:YAG, disc ຫຼື lasers ເສັ້ນໄຍ, ໃນຂະນະທີ່ emitting ຢູ່ເກືອບດຽວກັນຫຼືຄວາມຍາວ wavelength ເລັກນ້ອຍສັ້ນກວ່າ;ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການແລ່ນແມ່ນຫຼາຍຫນ້ອຍກ່ວາ lasers ອື່ນໆເນື່ອງຈາກວ່າປະສິດທິພາບສູງຂອງເຂົາເຈົ້າ (ໂດຍປົກກະຕິປະສິດທິພາບການສຽບຝາແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບຫຼື ເຖິງ ແມ່ນ ວ່າ ຢູ່ ຂ້າງ ເທິງ 30 % ແລະ ນັບ ຕັ້ງ ແຕ່ ພວກ ເຂົາ ເຈົ້າ ແມ່ນ ເກືອບ ການ ບໍ ລິ ການ ຟຣີ ໃນ ໄລ ຍະ ຊີ ວິດ ຍາວ ຂອງ diodes ໄດ້ .ການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການແລ່ນຕື່ມອີກຄາດວ່າຈະມີການເພີ່ມຂື້ນຂອງຕະຫຼອດຊີວິດຂອງແຖບເລເຊີ diode, ນັບຕັ້ງແຕ່ການຄິດໄລ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍງ່າຍດາຍ. ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ, ນອກເຫນືອຈາກຄ່າເສື່ອມລາຄາ, ການທົດແທນຂອງ diodes ສ້າງສ່ວນແບ່ງຂອງຊ້າງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການແລ່ນ.ສຸດທ້າຍແຕ່ບໍ່ໄດ້ຢ່າງຫນ້ອຍ, ຂະຫນາດນ້ອຍຂອງບໍ່ພຽງແຕ່ຫົວ laser diode, ແຕ່ - ໂດຍອີງໃສ່ໄຟຟ້າສູງກັບ optical ປະສິດທິພາບ - ຍັງຂອງການສະຫນອງພະລັງງານແລະ chiller ໄດ້, ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາເປັນເຄື່ອງມືທີ່ຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຫຼົ່ານັ້ນ, ຄຸນນະພາບ beam ຂອງ laser ທໍາມະດາແມ່ນບໍ່ຈໍາເປັນ.
ຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການຜະລິດ seams ການເຊື່ອມໂລຫະ optically ທີ່ສົມບູນແບບໃນຂະບວນການເຊື່ອມໂລຫະຄວາມຮ້ອນໄດ້ນໍາໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາຄັ້ງທໍາອິດຂອງ lasers diode ພະລັງງານສູງ, ການເຊື່ອມໂລຫະຂອງ sinks ເຮືອນຄົວ.ສ່ວນຂ້າມຜ່ານທາງເຊື່ອມແມ່ນ ສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຮູບທີ 24. ການນໍາໃຊ້ເລເຊີ diode ແທນທີ່ຈະເປັນການເຊື່ອມໂລຫະ TIG ທໍາມະດາໄດ້ອະນຸຍາດໃຫ້ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງການເຮັດວຽກຫລັງ: ພຽງແຕ່ຂັດແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນ, ແຕ່ເກືອບບໍ່ມີການຂັດຫຼືການສ້ອມແປງ!ຄວາມຈິງນີ້ນໍາໄປສູ່ຜົນປະໂຫຍດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ເຖິງແມ່ນວ່າ ການລົງທຶນສໍາລັບ laser diode 2,5 kW ແມ່ນສູງກວ່າສໍາລັບເຄື່ອງເຊື່ອມ TIG24.
Brazing ກາຍເປັນເທກໂນໂລຍີການເຊື່ອມໂຍງທີ່ຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍຂື້ນໃນການຜະລິດລົດຍົນເຊັ່ນດຽວກັນກັບການຜະນຶກ RF ໄສ້ທີ່ໃກ້ຊິດສໍາລັບອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ.ການທົດລອງຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ ROFIN-SINAR ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນ ການ brazing ສົບຜົນສໍາເລັດຂອງ Zn ເຫຼັກ coated (0,9 ມມ) ກັບ solder ແຂງ CuSi ປ້ອນເປັນສາຍເສັ້ນຜ່າກາງ 1 ມມ.ການທົດລອງເຮັດໃຫ້ seams ກ້ຽງຫຼາຍ (ຮູບ 25).ຄວາມໄວຂອງ brazing ແມ່ນ 2-4 m / ນາທີທີ່ມີພະລັງງານ 2.5 kW, ແຕ່ອັນນີ້ຂຶ້ນກັບທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ຄວາມຕ້ອງການສ່ວນບຸກຄົນຂອງການຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງທີ່ມີອຸປະກອນ solder ແຂງ.ຢ່າງຫນ້ອຍຜົນໄດ້ຮັບດຽວກັນກັບເລເຊີ Nd:YAG ສາມາດໄດ້ຮັບດ້ວຍເລເຊີ diode ພະລັງງານສູງ, ແຕ່ສໍາລັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ!
ເນື່ອງຈາກຮູບຮ່າງສີ່ຫລ່ຽມຂອງມັນ, ມີໂປໄຟຫມວກດ້ານເທິງໃນທິດທາງດຽວແລະ Gaussian ຄືກັບໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ, beam laser diode ພະລັງງານສູງແມ່ນເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບການນໍາໃຊ້ການແຂງຂອງພື້ນຜິວ.ນອກຈາກນັ້ນ, ໃນການປຽບທຽບກັບ CO2 laser ຄວາມຍາວຂອງການປ່ອຍອາຍພິດຂອງ lasers ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສັ້ນ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການດູດຊຶມທີ່ສູງຂຶ້ນແລະດັ່ງນັ້ນ, ກົດລະບຽບອອກຄວາມຈໍາເປັນຂອງການເຄືອບສໍາລັບການເສີມຂະຫຍາຍການດູດຊຶມໄດ້.ປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງ lasers diode ຮ່ວມກັນກັບ ຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ເຮັດໃຫ້ laser diode ພະລັງງານສູງເປັນເຄື່ອງມືປະສິດທິພາບຫຼາຍ, ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບສໍາລັບການແຂງ.ຕົວຢ່າງທີ່ໂດດເດັ່ນຫຼາຍສໍາລັບການນໍາໃຊ້ການຜະລິດ lasers diode ພະລັງງານສູງແມ່ນການແຂງຂອງ torsion springs, ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ທີ່ hinges ຂອງປະຕູລົດ (ຮູບ 26).laser diode ພະລັງງານສູງບໍ່ພຽງແຕ່ສະຫນອງເລຂາຄະນິດ beam ທີ່ເຫມາະສົມແລະການແຜ່ກະຈາຍຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ, ແຕ່ຍັງເປັນວິທີການປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍທີ່ສຸດສໍາລັບການຫັນເປັນ. ແຂງ.ພາກຮຽນ spring torsion ມີເສັ້ນຜ່າກາງຂອງ 8 ມມ, ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 26 ຕ້ອງໄດ້ຮັບການແຂງໃນໄລຍະມຸມຂອງ> 170 °, ໃນໄລຍະປະມານປະມານ.10 ມມແລະໃນລະດັບຄວາມເລິກຂອງ 0,2 ຫາ 0,4 ມມໃນພື້ນທີ່ຫມາຍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສວມໃສ່ຂອງພາກຮຽນ spring ໂດຍມ້ວນ clamping, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ປະຕູຢູ່ໃນຕໍາແຫນ່ງທີ່ແນ່ນອນ.ໃນການຕິດຕັ້ງ, ເຊິ່ງ ໃຊ້ສອງເລເຊີພາຍໃຕ້ມຸມປະມານ ແຊກ: ພາກກາງຂອງພາກຮຽນ spring: ເຂດແຂງ 120°, ເລຂາຄະນິດນີ້ສາມາດແຂງເປັນເນື້ອດຽວກັນ, ຖ້າເລເຊີສະແກນຜ່ານຄວາມຍາວ 10 ມມ.ການຄວບຄຸມຂະບວນການທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ເຊິ່ງໃຊ້ສອງ pyrometers ສໍາລັບການບັນທຶກອຸນຫະພູມຮັບປະກັນຄຸນນະພາບຂອງຂະບວນການສໍາລັບແຕ່ລະບຸກຄົນ part25.
Cladding ດ້ວຍ lasers diode ພະລັງງານສູງແມ່ນຢູ່ພາຍໃຕ້ການສືບສວນ, ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງແມ່ນບໍ່ຈໍາເປັນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເລເຊີນີ້, ເຊິ່ງໄດ້ຖືກປະຕິບັດດ້ວຍ lasers CO2 ຫຼື Nd:YAG ໃນມື້ນີ້;ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ການໃຫ້ອາຫານຜົງຕ້ອງການແນ່ນອນ ໄລຍະຫ່າງເຮັດວຽກແລະດັ່ງນັ້ນ, ຄຸນນະພາບ beam ທີ່ແນ່ນອນ, ແຕ່ວ່າສາມາດປະຕິບັດໄດ້ໂດຍ lasers diode ທີ່ທັນສະໄຫມ.
ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, lasers diode ແມ່ນເຄື່ອງມືທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະ laser, ເຊິ່ງໄດ້ອະທິບາຍໃນລາຍລະອຽດ elsevere26, 27.
ການປຽບທຽບສັ້ນຂອງເທັກໂນໂລຍີເລເຊີທີ່ແຕກຕ່າງ
ການຕັດສິນໃຈສຸດທ້າຍ, ທີ່ laser ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄັດເລືອກສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະໃດຫນຶ່ງແມ່ນຂຶ້ນກັບຫຼາຍດ້ານ.ແນ່ນອນ, ກ່ອນອື່ນ ໝົດ ການສຶກສາຄວາມເປັນໄປໄດ້ຕ້ອງໄດ້ຊີ້ແຈງ, ເລເຊີທີ່ດີທີ່ສຸດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນທີ່ຕ້ອງການ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການຈັດປະເພດປົກກະຕິ ຕາມທີ່ສະເຫນີໂດຍ P. Loosen28, ສາມາດໃຫ້ຄໍາແນະນໍາສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີເລເຊີທີ່ເຫມາະສົມ (ຮູບ 27), ເຊັ່ນດຽວກັນກັບມັນອະນຸຍາດໃຫ້ມີການປຽບທຽບຄຸນນະພາບ beam ທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບແຕ່ລະປະເພດເລເຊີ.
Fig. 27: ຜະລິດຕະພັນພາລາມິເຕີ Beam ທຽບກັບພະລັງງານເລເຊີສຳລັບປະເພດເລເຊີຫຼາຍຊະນິດ ແລະລະບົບປົກກະຕິສຳລັບການນຳໃຊ້ອຸດສາຫະກຳ28
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດຕາມປະເພນີ, ເຊິ່ງສະຫນອງປະລິມານທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຕະຫຼາດ (ເບິ່ງບົດທີ 1), ຄືການຕັດແລະການເຊື່ອມໂລຫະ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຄຸນນະພາບທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງ beam.ຄຸນນະພາບ beam ດັ່ງກ່າວສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍ laser CO2 ແລະໂດຍ diode pumped lasers ລັດແຂງ.ການເຊື່ອມໂລຫະຍັງສາມາດປະຕິບັດໄດ້ໂດຍ lamp pumped YAG laser ເປັນສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນຫຼາຍຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນອຸດສາຫະກໍາ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການກ່າວເຖິງໃນທີ່ນີ້, ວ່າ laser CO2, ໂດຍສະເພາະໃນການຕັ້ງຄ່າຝາອັດປາກຂຸມ (ເບິ່ງບົດທີ 2.1) ຍັງຄົງສົ່ງໂຟຕອນລາຄາຖືກທີ່ສຸດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸແລະຍັງມີຄຸນນະພາບ beam ທີ່ດີທີ່ສຸດ, ເຊັ່ນ: ຄວາມສາມາດໃນການສຸມໃສ່ທີ່ດີທີ່ສຸດໃນຂອບເຂດພະລັງງານຫຼາຍກິໂລວັດ.ເສດຖະກິດ 'ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການເປັນເຈົ້າຂອງ' - ການພິຈາລະນາ, ລວມທັງຜົນກະທົບຂອງແຕ່ລະເຕັກໂນໂລຢີກ່ຽວກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນສ່ວນຕ່າງໆຈະເຂົ້າໄປໃນບັນຊີ, ຖ້າການທົດລອງໄດ້ພິສູດວ່າ lasers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນສາມາດປະຕິບັດວຽກງານໄດ້ດີເທົ່າທຽມກັນ.ຕົວຢ່າງໃນຮູບທີ 27 ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນ, ວ່າເຖິງວ່າຈະມີ beam ຫຼຸດລົງ ຄຸນນະພາບ, laser diode ພະລັງງານສູງສາມາດເປັນແຫຼ່ງ photon ທີ່ຫນ້າສົນໃຈສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ laser ຈໍານວນຫຼາຍເນື່ອງຈາກວ່າປະສິດທິພາບສູງຂອງຕົນປະມານ 30%.ແຜ່ນດິດແລະເລເຊີເສັ້ນໄຍແມ່ນເຂົ້າມາໃກ້ກັບນັ້ນປະມານ 20%, ໃນຂະນະທີ່ເລເຊີ CO2 ກໍາລັງໃຊ້ປະມານ 10%. ຂອງພະລັງງານບໍລິໂພກໃນຜົນຜະລິດ beam laser ສຸດທ້າຍ.
ໃນໄລຍະເວລາດົນນານ, laser ອາຍແກັສ CO2 ໄດ້ຄອບງໍາພື້ນທີ່ການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸພະລັງງານສູງແລະຍັງຖືສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ (41,1%) ໃນຕະຫຼາດການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ laser4 (1,69 ຕື້ໂດລາສະຫະລັດສໍາລັບແຫຼ່ງ laser).ໂດຍ ຮູບລັກສະນະຂອງ diodes laser ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະມີອໍານາດເປັນແຫຼ່ງ pump ສໍາລັບ lasers ລັດແຂງ, ຮູບພາບນີ້ມີການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍແລະ lasers ລັດແຂງແມ່ນຈັບເຖິງທຸກໆປີ;ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນປີ 2006 ຍັງຄົງເປັນຈໍານວນສູງສຸດຂອງລັດແຂງ lasers ໄດ້ກວມເອົາຈາກ lamp pumped systems (20,4%), ຕິດຕາມມາແລະ lasers ເສັ້ນໄຍ (8,5%, ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 6% ໃນປີ 2005) ແລະ diode pumped (rod / disc) ລະບົບ (6,4%).lasers diode ໂດຍກົງກວມເອົາຍັງມີພຽງແຕ່ 1% ຂອງຕະຫຼາດ.ມັນຄາດວ່າຈະ, ວ່າ disc laser ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ laser ເສັ້ນໄຍຈະຂະຫຍາຍຕົວ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ lamp pumped ຫນ່ວຍ;ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສາມມິຕິລະດັບແລະຫ່າງໄກສອກຫຼີກແນ່ນອນຈະໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກການປັບປຸງຄຸນນະພາບ beam ຂອງ lasers ເຫຼົ່ານີ້ແລະສະຫນອງໂອກາດໃຫມ່.ສູງ ພະລັງງານ diode lasers ແມ່ນການໃຫ້ອາຫານ niches ເປັນການປິ່ນປົວດ້ານແລະການເຊື່ອມໂລຫະ conduction ຄວາມຮ້ອນໃນປັດຈຸບັນ;ດັ່ງນັ້ນ, ຫຼາຍກ່ວາ lasers ອື່ນໆ lasers diode ພະລັງງານສູງກໍາລັງແຂ່ງຂັນກັບເຕັກໂນໂລຊີທໍາມະດາ.ເລເຊີ CO2, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຈະ ຍັງຄົງເປັນມ້າເຮັດວຽກສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ laser ໃນຊຸມປີຂ້າງຫນ້າ, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບວຽກງານສອງມິຕິລະດັບທັງຫມົດ.
ລາວ
Pусский
