Introducción y aplicación de láseres convencionales comunes
Publicar:Caja optrónica  Hora:2024-01-10  Puntos de vista:3729
1. de acuerdo con el modo de trabajo, se divide en: láser continuo, láser cuasi continuo, láser de pulso, láser de pulso ultracorto.
La salida láser de los láseres continuos es continua y es ampliamente utilizada en los campos del Corte láser, la soldadura y el revestimiento. Su característica de trabajo es que la excitación de la sustancia de trabajo y la salida láser correspondiente pueden continuar de manera continua durante mucho tiempo. Debido a que el efecto de sobrecalentamiento del equipo es a menudo inevitable durante el funcionamiento continuo, en la mayoría de los casos se deben tomar las medidas de enfriamiento adecuadas.
El láser de pulso tiene una gran potencia de salida y es adecuado para marcado láser, corte, medición de distancia, etc. sus características de trabajo incluyen compresión de energía láser para formar un ancho de pulso estrecho, alta potencia máxima y frecuencia de repetición ajustable, incluyendo principalmente q, modo de bloqueo, mopa y otros métodos. Debido a que aumentar la Potencia de un solo pulso puede reducir eficazmente el efecto de sobrecalentamiento y el efecto de corte, se utiliza principalmente para el procesamiento fino.
2. según la banda de trabajo, se divide en: láser infrarrojo, láser de luz visible, láser ultravioleta, láser de rayos X.
Los láseres de infrarrojo medio son principalmente láseres de CO2 de 10,6 micras ampliamente utilizados;
Los láseres de infrarrojo cercano son ampliamente utilizados, incluidos 1064 a 1070nm en el campo del procesamiento láser; Campo de comunicación de fibra óptica de 1310 y 1550 nm; 905 nm y 1550 nm en el campo de la medición de distancia por radar láser; 878 nm, 976 nm, etc., para aplicaciones de bombeo;
Debido a que la frecuencia de los láseres de luz visible puede ser el doble que la de 532 nm a 1064 nm, los láseres verdes de 532 nm son ampliamente utilizados en el procesamiento láser, aplicaciones médicas, etc.;
Los láseres ultravioleta incluyen principalmente 355 nm y 266 nm. Debido a que los rayos ultravioleta son una fuente de luz fría, se utilizan principalmente para el procesamiento fino, el marcado, las aplicaciones médicas, etc.
3. según el medio de trabajo, se divide en: láser de gas, láser de fibra óptica, láser de Estado sólido, láser de semiconductores, etc.
3.1 Los láseres de gas incluyen principalmente láseres de CO2 con moléculas de gas de CO2 como medio de trabajo. Sus longitudes de onda láser son de 10,6 micras y 9,6 micras, respectivamente.
Características principales:
La longitud de onda es adecuada para el procesamiento de materiales no metálicos, compensando el problema de que los láseres de fibra óptica no pueden procesar metales, y tiene características diferentes del procesamiento láser de fibra óptica en el campo del procesamiento;
- la eficiencia de conversión de energía es de alrededor del 20% al 25%, la Potencia de salida continua puede alcanzar el nivel de 104w, la energía de salida del pulso puede alcanzar el nivel de 104 julios, y el ancho del pulso se puede comprimir al nivel de nanosegundos;
La longitud de onda está justo dentro de la ventana atmosférica y es mucho menos dañina para el ojo humano que la luz visible y la luz infrarroja de 1064 nm.
Es ampliamente utilizado en el procesamiento de materiales, comunicaciones, radares, reacciones químicas inducidas, cirugía, etc. también se puede utilizar en reacciones termonucleares inducidas por láser, separación láser de isótopos y armas láser.
3.2 Los láseres de fibra óptica se refieren a los láseres que utilizan fibra de vidrio dopado con elementos de tierras raras como medio de ganancia. Debido a su excelente rendimiento y características, así como a sus ventajas de costo, es el láser más utilizado en la actualidad. Sus características son las siguientes:
(1) buena calidad del haz: la estructura de guía de onda de la fibra óptica determina que el láser de fibra óptica es fácil de obtener una salida de modo transversal único, que se ve poco afectado por factores externos y puede lograr una salida láser de alto brillo.
(2) el láser de salida tiene muchas longitudes de onda: esto se debe a que el nivel de energía de los iones de tierras raras es muy rico y hay muchos tipos de iones de tierras raras;
(3) alta eficiencia: la eficiencia electroóptica general de los láseres comerciales de fibra óptica es tan alta como el 25%, lo que favorece la reducción de costos, el ahorro de energía y la protección del medio ambiente.
(4) buenas características de disipación de calor: el material de vidrio tiene una relación de área de volumen extremadamente baja, disipación rápida de calor y baja pérdida, por lo que la eficiencia de conversión es alta y el umbral láser es bajo;
(5) estructura compacta y alta fiabilidad: no hay lente óptica en la cavidad de resonancia, que tiene las ventajas incomparables de los láseres tradicionales sin ajuste, sin mantenimiento y alta estabilidad;
(6) bajo costo de fabricación: bajo costo de fabricación de fibra óptica de vidrio, tecnología madura, con las ventajas de miniaturización e intensificación traídas por la enrollabilidad de la fibra óptica.
Los láseres de fibra óptica tienen una amplia gama de aplicaciones, incluyendo comunicaciones de fibra óptica láser, comunicaciones remotas en el espacio láser, construcción naval industrial, fabricación de automóviles, talla láser, marcado láser, Corte láser, rodillos de impresión, defensa y seguridad militar, equipos y equipos médicos, así como puyuan como otras bombas láser.
3.3 El medio de trabajo de los láseres de estado sólido es un cristal aislado, generalmente estimulado por bombeo óptico.
Los láseres YAG (cristales de Granate de aluminio y itrio dopados con rubidio) suelen utilizar lámparas de krypton o xenón como lámparas de bombeo, ya que solo unas pocas longitudes de onda específicas de la luz de bombeo son absorbidas por iones nd y la mayor parte de la energía se convierte en energía térmica. Por lo general, la eficiencia de conversión de energía del láser YAG es baja. La lenta velocidad de procesamiento fue reemplazada gradualmente por láseres de fibra óptica.
Nuevo láser de Estado sólido, láser de estado sólido de alta potencia bombeado por láser semiconductor. La ventaja es que la eficiencia de conversión de energía es alta, y la eficiencia de conversión fotoeléctrica del láser Semiconductor es tan alta como 50%, que es mucho más alta que la del flash; El calor de reacción generado durante la operación es pequeño y la temperatura media es estable, lo que puede hacer dispositivos completamente curados, eliminando el impacto de la vibración, y la Línea espectral láser es más estrecha y la estabilidad de frecuencia es mejor; Larga vida útil, estructura simple y fácil de usar.
En comparación con los láseres de fibra óptica, la principal ventaja de los láseres de estado sólido es que la energía de un solo pulso es mayor. Combinado con la modulación de pulso ultracorto, la potencia continua es generalmente superior a 100w, y la Potencia máxima del pulso puede ser tan alta como 109w. Sin embargo, debido a que la preparación de los medios de trabajo es más compleja, el costo es mayor.
La longitud de onda principal es de 1064 nm de infrarrojo cercano, y se pueden obtener láseres de estado sólido de 532 nm, láseres de estado sólido de 355 nm y láseres de estado sólido de 266 nm a través de la duplicación de frecuencia.
3.4 los láseres semiconductores, también conocidos como diodos láser, son láseres que utilizan materiales semiconductores como material de trabajo.
Los láseres semiconductores no requieren una estructura de cavidad compleja, por lo que son muy adecuados para las necesidades de miniaturización y ligereza. Tiene una alta tasa de conversión fotoeléctrica, una larga vida útil y no necesita mantenimiento. A menudo se utiliza en puntos fijos, pantallas, comunicaciones que van y otras ocasiones. También se utiliza a menudo como fuente de bombeo de otros láseres. Los diodos láser, los indicadores láser y otros productos familiares utilizan láseres semiconductores.