Исследование принципов лазерной мощности и промышленного применения

В лазерной технологии мощность является фундаментальным параметром, который напрямую влияет на выбор оборудования и эффективность процесса.мощность лазера играет центральную роль в определении скорости и качества обработкиОднако различные выражения мощности лазера часто могут привести к путанице.

Определение и единицы мощности лазера

По данным Национального института здравоохранения (NIH), мощность лазера определяется как "скорость, с которой лазер излучает энергию".Стандартные единицы мощности лазера - ватт (Вт)Один ватт означает, что лазер может высвобождать один джоуль энергии в секунду.

В то время как 50 Вт и 200 Вт лазер может сосредоточить энергию для выполнения аналогичных задач,более мощный лазер выполняет работу быстрее из-за большей выработки энергии в секундуЛазерная мощность представляет собой только общую энергию, высвобождаемую за единицу времени, а не ее концентрацию.

Непрерывная волна против импульсных лазеров

Лазеры в основном делятся на две категории, которые используют энергию по-разному:

• Лазеры непрерывной волны:Например, непрерывный лазер мощностью 50 Вт постоянно выделяет 50 джоулей в секунду.
• Импульсные лазеры:Они высвобождают энергию в пучках, с короткими паузами между импульсами для накопления энергии.

Импульсные лазеры обычно превосходят непрерывные волновые лазеры в таких приложениях, как маркировка, очистка и гравировка из-за их способности генерировать высокие пиковые энергии, необходимые для абляции материала.

Подробные параметры лазера

Энергия импульса

Каждый лазерный импульс содержит определенную энергию, обычно измеряемую в миллиджоулях (mJ).

Продолжительность пульса

Это относится к тому, как долго длится каждый импульс, влияя на концентрацию энергии. Более короткие продолжительности дают более высокую пиковую мощность.от фемтосекунд до наносекунд в зависимости от типа лазера.

Скорость повторения пульса

Измеряется в герцах (Гц) или килогерцах (кГц), это указывает на импульсы в секунду. Высокомощные лазеры могут излучать больше импульсов в секунду.

Размер точки

Лазерные лучи могут иметь различные формы (круглые, квадратные, прямоугольные) с неравномерным распределением энергии.Меньшие пятна дают более высокую пиковую энергию и могут регулироваться с помощью оптических компонентов, таких как фокусирующие линзы.

Профиль луча

Это описывает, как энергия распределяется по диаметру луча.в то время как плоские профили обеспечивают более равномерное распределение энергии для более чистых разрезовПрофили лучей измеряются с помощью специализированных анализаторов.

Уровни мощности лазера

Понимание различных концепций мощности показывает, как 100 Вт лазер может производить гораздо более высокую эффективную мощность.

Средняя мощность

Это эквивалентно мощности лазера, что представляет собой среднюю мощность лазера за одну секунду.

Пиковая мощность

Концентрация энергии в короткие импульсы создает чрезвычайно высокие пиковые уровни мощности, рассчитанные путем деления энергии импульса на длительность импульса.

Плотность мощности

Этот параметр (измеряется в В/см2) показывает концентрацию энергии, относя мощность к площади луча.

Практическое применение

Настройки мощности лазера значительно варьируются в зависимости от применения:

• Маркировка высокой мощности:500 Вт волоконные лазеры создают глубокие, долговечные следы, доставляя высокую энергию в материалы.
• Маломощный отжиг:Нежное нагревание низкомощными лазерами вызывает химические реакции при сохранении целостности поверхности.

Заключение

Освоение концепции лазерной мощности имеет важное значение для оптимизации лазерных процессов.операторы могут точно контролировать выработку энергии для различных приложенийПравильные настройки мощности значительно повышают как эффективность, так и качество в задачах лазерной обработки.