Lazerinė klasifikacija

Nov 27, 2024

Suvirinimui naudojami du pagrindiniai lazerių tipai, būtent CO2 lazeris ir Nd:YAG lazeris. Tiek CO2 lazeris, tiek Nd:YAG lazeris yra infraraudonoji šviesa, kuri nematoma plika akimi. Nd:YAG lazerio generuojamas spindulys daugiausia yra artimoji infraraudonoji šviesa, kurios bangos ilgis yra 1.{8}}6 lm. Šilumos laidininkai turi didelį tokio bangos ilgio šviesos sugerties greitį. Daugumos metalų atspindžio koeficientas yra nuo 20% iki 30%. Kol naudojamas standartinis optinis veidrodis, artimojo infraraudonųjų spindulių juostos spindulį galima sufokusuoti iki 0,25 mm skersmens. CO2 lazerio spindulys yra tolimoji infraraudonoji šviesa, kurios bangos ilgis yra 10,6 lm. Daugumos metalų šios šviesos atspindžio koeficientas yra 80–90%. Norint sufokusuoti spindulį iki 0.75-0.1 mm skersmens, reikalingi specialūs optiniai veidrodžiai. Nd:YAG lazerio galia paprastai gali siekti apie 4,000–6,000 W, o maksimali galia dabar siekia 10,000 W. Tačiau CO2 galia lazeris gali lengvai pasiekti 20, 000 W ar net daugiau.
Didelės galios CO2 lazeriai išsprendžia didelio atspindžio problemą per skylutės efektą. Kai tirpsta dėmės apšvitintos medžiagos paviršius, susidaro skylutė. Ši maža skylė, užpildyta garais, yra tarsi juodas kūnas, sugeriantis beveik visą krintančios šviesos energiją. Pusiausvyros temperatūra ertmėje siekia apie 25,000 e. Per kelias mikrosekundes atspindys greitai krenta. Nors CO2 lazerių kūrimo dėmesys vis dar skiriamas įrangos kūrimui ir tyrimams, tai jau nebe maksimalios išėjimo galios gerinimas, o tai, kaip pagerinti pluošto kokybę ir jo fokusavimo efektyvumą. Be to, kai CO2 lazeriai suvirinami didele galia, viršijančia 10 kW, naudojant argono apsaugines dujas, dažnai indukuojama labai stipri plazma, todėl lydymosi gylis yra mažesnis. Todėl kai CO2 lazeriai suvirinami dideliu galingumu, helis, kuris negamina plazmos, dažnai naudojamas kaip apsauginės dujos.
Diodinių lazerių derinių taikymas įdomiems didelės galios Nd: YAG kristalams yra svarbi plėtros tema, kuri labai pagerins lazerio spindulių kokybę ir suformuos efektyvesnį lazerio apdorojimą. Lazeris, kurio išėjimo bangos ilgis yra artimoje infraraudonųjų spindulių srityje, yra sužadinamas tiesioginiu diodų matrica, o jo vidutinė galia siekia 1 kW, o fotoelektrinės konversijos efektyvumas yra beveik 50%. Be to, diodas turi ilgesnį tarnavimo laiką (10,{5}} valandų), todėl sumažėja lazerinės įrangos priežiūros išlaidos. Diodiniu būdu pumpuojamos kietojo kūno lazerinės įrangos (DPSSL) kūrimas.