De principes van laservermogen en industriële toepassingen verkennen

In de lasertechnologie is vermogen een fundamentele parameter die rechtstreeks van invloed is op de keuze van apparatuur en de efficiëntie van het proces.de laserkracht speelt een centrale rol bij het bepalen van de verwerkingssnelheid en -kwaliteitHet gebruik van laserkracht kan echter vaak tot verwarring leiden.

Definitie en eenheden van laservermogen

Volgens de National Institutes of Health (NIH) wordt laservermogen gedefinieerd als "de snelheid waarmee een laser energie uitstraalt".De standaardeenheden voor laservermogen zijn watts (W)Een watt geeft aan dat een laser één joule energie per seconde kan vrijgeven.

Het is cruciaal om onderscheid te maken tussen laservermogen en krachtdichtheid.de hogere kracht laser voltooit het werk sneller als gevolg van zijn grotere energie-output per secondeDe kracht van de laser vertegenwoordigt uitsluitend de totale energie die vrijkomt per tijdseenheid, niet de concentratie ervan.

Continu-golf versus gepulseerde laser

Lasers vallen hoofdzakelijk in twee categorieën die vermogen op verschillende manieren gebruiken:

• Continuwave-lasers:Deze sturen energie uit met een constante snelheid. Een continue laser van bijvoorbeeld 50 W geeft 50 joule per seconde af.
• Pulserende lasers:Deze lossen energie in uitbarstingen vrij, met korte pauzes tussen de pulsen om energie te verzamelen.

Gepulseerde lasers overtreffen over het algemeen continue golflasers in toepassingen zoals markeren, schoonmaken en etsen vanwege hun vermogen om de hoge piekenergieën te genereren die nodig zijn voor materiaalablatie.

Gedetailleerde laserparameters

Pulsenergie

Elke laserpuls bevat specifieke energie, meestal gemeten in millijoules (mJ).

Duur van de pols

Dit verwijst naar hoe lang elke puls duurt, wat de energieconcentratie beïnvloedt.van femtoseconden tot nanoseconden, afhankelijk van het lasertype.

Herhalingspercentage van de pols

De relatie tussen herhalingsfrequentie en vermogen wordt hieronder weergegeven:

Spotgrootte

Laserstralen kunnen verschillende vormen hebben (cirkelvormig, vierkant, rechthoekig) met een niet-uniforme energieverdeling.Kleine vlekken geven een hogere piekenergie en kunnen worden aangepast met behulp van optische componenten zoals scherpstellenzen.

Profiel van de balk

Dit beschrijft hoe energie verdeeld wordt over de balkdiameter Gaussprofielen bereiken hogere pieken met kleinere vlekkenterwijl platte profielen een gelijkmatigere energieverdeling bieden voor schoner snijdenBeamprofielen worden gemeten met behulp van gespecialiseerde analysatoren.

Laservermogen

Het begrijpen van verschillende vermogensconcepten onthult hoe een 100W laser een veel hoger effectief vermogen kan produceren.

Gemiddeld vermogen

Het gemiddelde vermogen van een laser is gelijk aan het vermogen van een laser in één seconde.

Piekvermogen

Dit is het hoogste uitgangsvermogen tijdens specifieke intervallen. Het concentreren van energie in korte pulsen creëert extreem hoge piekvermogen, berekend door de pulsenergie te delen door de pulsduur.

Vermogensdichtheid

Deze parameter (gemeten in W/cm2) toont de energieconcentratie door het vermogen in verhouding te stellen tot het straalgebied.

Praktische toepassingen

De instellingen van het laservermogen verschillen aanzienlijk per toepassing:

• High-Power Marking:500W glasvezellasers creëren diepe, duurzame sporen door hoge energie in materialen te brengen.
• Verwarming met een laag vermogen:Een zachte verwarming met lage-energie lasers veroorzaakt chemische reacties terwijl de oppervlakte intact blijft.

Conclusies

Het beheersen van laserkrachtconcepten is essentieel voor het optimaliseren van laserprocessen.De operatoren kunnen de energieopbrengst voor verschillende toepassingen nauwkeurig regelenDe juiste stroominstellingen verbeteren de efficiëntie en kwaliteit van de laserverwerking aanzienlijk.