लेजर अनुप्रयोग और वर्गीकरण

1.डिस्क लेजर

डिस्क लेजर डिज़ाइन अवधारणा के प्रस्ताव ने सॉलिड-स्टेट लेज़रों की थर्मल प्रभाव समस्या को प्रभावी ढंग से हल किया और उच्च औसत शक्ति, उच्च शिखर शक्ति, उच्च दक्षता और सॉलिड-स्टेट लेज़रों की उच्च बीम गुणवत्ता का सही संयोजन प्राप्त किया। ऑटोमोबाइल, जहाज, रेलवे, विमानन, ऊर्जा और अन्य क्षेत्रों में प्रसंस्करण के लिए डिस्क लेजर एक अपूरणीय नया लेजर प्रकाश स्रोत बन गया है। वर्तमान हाई-पावर डिस्क लेजर तकनीक की अधिकतम शक्ति 16 किलोवाट और बीम गुणवत्ता 8 मिमी मिलिरेडियन है, जो रोबोट लेजर रिमोट वेल्डिंग और बड़े प्रारूप वाले लेजर हाई-स्पीड कटिंग को सक्षम बनाता है, जिससे सॉलिड-स्टेट लेजर के लिए व्यापक संभावनाएं खुलती हैं। का क्षेत्रउच्च शक्ति लेजर प्रसंस्करण. अनुप्रयोग बाज़ार.

डिस्क लेजर के लाभ:

1. मॉड्यूलर संरचना

डिस्क लेजर एक मॉड्यूलर संरचना को अपनाता है, और प्रत्येक मॉड्यूल को साइट पर तुरंत बदला जा सकता है। शीतलन प्रणाली और प्रकाश गाइड प्रणाली को कॉम्पैक्ट संरचना, छोटे पदचिह्न और तेज़ स्थापना और डिबगिंग के साथ लेजर स्रोत के साथ एकीकृत किया गया है।

2. उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता और मानकीकृत

2kW से अधिक के सभी TRUMPF डिस्क लेजर में 8mm/mrad पर मानकीकृत बीम पैरामीटर उत्पाद (BPP) होता है। लेज़र ऑपरेटिंग मोड में परिवर्तन के लिए अपरिवर्तनीय है और सभी TRUMPF ऑप्टिक्स के साथ संगत है।

3. चूंकि डिस्क लेजर में स्पॉट का आकार बड़ा है, प्रत्येक ऑप्टिकल तत्व द्वारा सहन किया जाने वाला ऑप्टिकल पावर घनत्व छोटा है।

ऑप्टिकल तत्व कोटिंग की क्षति सीमा आमतौर पर लगभग 500MW/cm2 है, और क्वार्ट्ज की क्षति सीमा 2-3GW/cm2 है। TRUMPF डिस्क लेजर रेज़ोनेंट कैविटी में पावर घनत्व आमतौर पर 0.5MW/cm2 से कम होता है, और कपलिंग फाइबर पर पावर घनत्व 30MW/cm2 से कम होता है। इतना कम बिजली घनत्व ऑप्टिकल घटकों को नुकसान नहीं पहुंचाएगा और गैर-रेखीय प्रभाव उत्पन्न नहीं करेगा, इस प्रकार परिचालन विश्वसनीयता सुनिश्चित होगी।

4. लेजर पावर रीयल-टाइम फीडबैक नियंत्रण प्रणाली को अपनाएं।

वास्तविक समय प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली टी-टुकड़े तक पहुंचने वाली शक्ति को स्थिर रख सकती है, और प्रसंस्करण परिणामों में उत्कृष्ट दोहराव होता है। डिस्क लेजर का प्रीहीटिंग समय लगभग शून्य है, और समायोज्य पावर रेंज 1% -100% है। चूंकि डिस्क लेजर थर्मल लेंस प्रभाव की समस्या को पूरी तरह से हल करता है, लेजर पावर, स्पॉट आकार और बीम विचलन कोण पूरी पावर रेंज के भीतर स्थिर होते हैं, और बीम का वेवफ्रंट विरूपण से नहीं गुजरता है।

5. जब लेजर चलता रहता है तो ऑप्टिकल फाइबर को प्लग-एंड-प्ले किया जा सकता है।

जब एक निश्चित ऑप्टिकल फाइबर विफल हो जाता है, तो ऑप्टिकल फाइबर को प्रतिस्थापित करते समय, आपको केवल ऑप्टिकल फाइबर के ऑप्टिकल पथ को बंद किए बिना बंद करने की आवश्यकता होती है, और अन्य ऑप्टिकल फाइबर लेजर प्रकाश का उत्पादन जारी रख सकते हैं। ऑप्टिकल फ़ाइबर प्रतिस्थापन को बिना किसी उपकरण या संरेखण समायोजन के संचालित करना, प्लग करना और चलाना आसान है। धूल को ऑप्टिकल घटक क्षेत्र में प्रवेश करने से सख्ती से रोकने के लिए सड़क के प्रवेश द्वार पर एक धूल-रोधी उपकरण है।

6. सुरक्षित और विश्वसनीय

प्रसंस्करण के दौरान, भले ही संसाधित की जा रही सामग्री की उत्सर्जन क्षमता इतनी अधिक हो कि लेज़र प्रकाश वापस लेज़र में परावर्तित हो जाए, इसका लेज़र पर या प्रसंस्करण प्रभाव पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा, और सामग्री प्रसंस्करण पर कोई प्रतिबंध नहीं होगा या फाइबर की लंबाई. लेजर ऑपरेशन की सुरक्षा को जर्मन सुरक्षा प्रमाणपत्र से सम्मानित किया गया है।

7. पंपिंग डायोड मॉड्यूल सरल और तेज़ है

पंपिंग मॉड्यूल पर लगा डायोड ऐरे भी मॉड्यूलर निर्माण का है। डायोड ऐरे मॉड्यूल की सेवा अवधि लंबी होती है और इसकी वारंटी 3 साल या 20,000 घंटे की होती है। किसी डाउनटाइम की आवश्यकता नहीं है, चाहे वह नियोजित प्रतिस्थापन हो या अचानक विफलता के कारण तत्काल प्रतिस्थापन हो। जब कोई मॉड्यूल विफल हो जाता है, तो नियंत्रण प्रणाली अलार्म बजाएगी और लेजर आउटपुट पावर को स्थिर रखने के लिए स्वचालित रूप से अन्य मॉड्यूल के करंट को उचित रूप से बढ़ाएगी। उपयोगकर्ता दस या दर्जनों घंटे तक काम करना जारी रख सकता है। उत्पादन स्थल पर पंपिंग डायोड मॉड्यूल को बदलना बहुत सरल है और इसके लिए किसी ऑपरेटर प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं है।

2.2फाइबर लेजर

फाइबर लेज़र, अन्य लेज़रों की तरह, तीन भागों से बने होते हैं: एक लाभ माध्यम (डोप्ड फाइबर) जो फोटॉन उत्पन्न कर सकता है, एक ऑप्टिकल अनुनाद गुहा जो फोटॉन को वापस फ़ीड करने और लाभ माध्यम में अनुनाद रूप से प्रवर्धित करने की अनुमति देता है, और एक पंप स्रोत जो उत्तेजित करता है फोटॉन संक्रमण.

विशेषताएं: 1. ऑप्टिकल फाइबर में उच्च "सतह क्षेत्र/आयतन" अनुपात, अच्छा गर्मी अपव्यय प्रभाव होता है, और मजबूर शीतलन के बिना लगातार काम कर सकता है। 2. एक वेवगाइड माध्यम के रूप में, ऑप्टिकल फाइबर का कोर व्यास छोटा होता है और फाइबर के भीतर उच्च शक्ति घनत्व का खतरा होता है। इसलिए, फाइबर लेज़रों में उच्च रूपांतरण दक्षता, कम सीमा, उच्च लाभ और संकीर्ण लाइनविड्थ होती है, और ये ऑप्टिकल फाइबर से भिन्न होते हैं। युग्मन हानि छोटी है. 3. क्योंकि ऑप्टिकल फाइबर में अच्छा लचीलापन होता है, फाइबर लेजर छोटे और लचीले होते हैं, संरचना में कॉम्पैक्ट होते हैं, लागत प्रभावी होते हैं और सिस्टम में एकीकृत करने में आसान होते हैं। 4. ऑप्टिकल फाइबर में बहुत सारे ट्यून करने योग्य पैरामीटर और चयनात्मकता होती है, और यह काफी विस्तृत ट्यूनिंग रेंज, अच्छा फैलाव और स्थिरता प्राप्त कर सकता है।

फाइबर लेजर वर्गीकरण:

1. दुर्लभ पृथ्वी डोप्ड फाइबर लेजर

2. दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को वर्तमान में अपेक्षाकृत परिपक्व सक्रिय ऑप्टिकल फाइबर में मिलाया गया है: एर्बियम, नियोडिमियम, प्रेसियोडिमियम, थ्यूलियम और येटरबियम।

3. फाइबर उत्तेजित रमन स्कैटरिंग लेजर का सारांश: फाइबर लेजर मूल रूप से एक तरंग दैर्ध्य कनवर्टर है, जो पंप तरंग दैर्ध्य को एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश में परिवर्तित कर सकता है और इसे लेजर के रूप में आउटपुट कर सकता है। भौतिक दृष्टिकोण से, प्रकाश प्रवर्धन उत्पन्न करने का सिद्धांत काम करने वाली सामग्री को तरंग दैर्ध्य के प्रकाश के साथ प्रदान करना है जिसे वह अवशोषित कर सकता है, ताकि काम करने वाली सामग्री प्रभावी ढंग से ऊर्जा को अवशोषित कर सके और सक्रिय हो सके। इसलिए, डोपिंग सामग्री के आधार पर, संबंधित अवशोषण तरंग दैर्ध्य भी भिन्न होता है, और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के लिए पंप की आवश्यकताएं भी भिन्न होती हैं।

2.3 सेमीकंडक्टर लेजर

सेमीकंडक्टर लेजर को 1962 में सफलतापूर्वक उत्तेजित किया गया और 1970 में कमरे के तापमान पर निरंतर आउटपुट प्राप्त किया। बाद में, सुधार के बाद, डबल हेटेरोजंक्शन लेजर और स्ट्राइप-स्ट्रक्चर्ड लेजर डायोड (लेजर डायोड) विकसित किए गए, जो व्यापक रूप से ऑप्टिकल फाइबर संचार, ऑप्टिकल डिस्क में उपयोग किए जाते हैं। लेज़र प्रिंटर, लेज़र स्कैनर और लेज़र पॉइंटर्स (लेज़र पॉइंटर्स)। वे वर्तमान में सबसे अधिक उत्पादित लेजर हैं। लेजर डायोड के फायदे हैं: उच्च दक्षता, छोटा आकार, हल्का वजन और कम कीमत। विशेष रूप से, मल्टीपल क्वांटम वेल प्रकार की दक्षता 20 ~ 40% है, और पीएन प्रकार भी कई 15% ~ 25% तक पहुंचता है। संक्षेप में, उच्च ऊर्जा दक्षता इसकी सबसे बड़ी विशेषता है। इसके अलावा, इसकी निरंतर आउटपुट तरंग दैर्ध्य अवरक्त से दृश्य प्रकाश तक की सीमा को कवर करती है, और 50W (पल्स चौड़ाई 100ns) तक ऑप्टिकल पल्स आउटपुट वाले उत्पादों का भी व्यावसायीकरण किया गया है। यह एक लेज़र का उदाहरण है जिसे लिडार या उत्तेजना प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग करना बहुत आसान है। ठोसों के ऊर्जा बैंड सिद्धांत के अनुसार, अर्धचालक पदार्थों में इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्तर ऊर्जा बैंड बनाता है। उच्च ऊर्जा वाला चालन बैंड है, निम्न ऊर्जा वाला वैलेंस बैंड है, और दोनों बैंड निषिद्ध बैंड द्वारा अलग किए जाते हैं। जब गैर-संतुलन इलेक्ट्रॉन-छेद जोड़े को अर्धचालक में पुनः संयोजित किया जाता है, तो जारी ऊर्जा ल्यूमिनेसेंस के रूप में विकिरणित होती है, जो वाहकों का पुनर्संयोजन ल्यूमिनेसेंस है।

सेमीकंडक्टर लेजर के लाभ: छोटा आकार, हल्का वजन, विश्वसनीय संचालन, कम बिजली की खपत, उच्च दक्षता, आदि।

2.4YAG लेजर

YAG लेज़र, एक प्रकार का लेज़र, उत्कृष्ट व्यापक गुणों (ऑप्टिक्स, मैकेनिक्स और थर्मल) वाला एक लेज़र मैट्रिक्स है। अन्य ठोस लेज़रों की तरह, YAG लेज़रों के मूल घटक लेज़र कार्यशील सामग्री, पंप स्रोत और गुंजयमान गुहा हैं। हालाँकि, क्रिस्टल में डोप किए गए विभिन्न प्रकार के सक्रिय आयनों, विभिन्न पंप स्रोतों और पंपिंग विधियों, प्रयुक्त गुंजयमान गुहा की विभिन्न संरचनाओं और उपयोग किए गए अन्य कार्यात्मक संरचनात्मक उपकरणों के कारण, YAG लेजर को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आउटपुट तरंग के अनुसार, इसे निरंतर तरंग YAG लेजर, बार-बार आवृत्ति YAG लेजर और पल्स लेजर, आदि में विभाजित किया जा सकता है; ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य के अनुसार, इसे 1.06μm YAG लेजर, आवृत्ति दोगुनी YAG लेजर, रमन आवृत्ति स्थानांतरित YAG लेजर और ट्यून करने योग्य YAG लेजर, आदि में विभाजित किया जा सकता है; डोपिंग के अनुसार विभिन्न प्रकार के लेज़रों को एनडी में विभाजित किया जा सकता है: YAG लेज़र, YAG लेज़र जिन्हें Ho, Tm, Er, आदि के साथ डोप किया जाता है; क्रिस्टल के आकार के अनुसार, उन्हें रॉड-आकार और स्लैब-आकार वाले YAG लेजर में विभाजित किया गया है; विभिन्न आउटपुट शक्तियों के अनुसार, उन्हें उच्च शक्ति और छोटी और मध्यम शक्ति में विभाजित किया जा सकता है। YAG लेजर, आदि।

ठोस YAG लेजर काटने की मशीन 1064 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ स्पंदित लेजर बीम का विस्तार, प्रतिबिंबित और ध्यान केंद्रित करती है, फिर सामग्री की सतह को विकिरण और गर्म करती है। सतह की गर्मी थर्मल चालन के माध्यम से आंतरिक भाग में फैलती है, और लेजर पल्स की चौड़ाई, ऊर्जा, चरम शक्ति और पुनरावृत्ति को डिजिटल रूप से सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है। आवृत्ति और अन्य पैरामीटर सामग्री को तुरंत पिघला सकते हैं, वाष्पीकृत कर सकते हैं और वाष्पीकृत कर सकते हैं, जिससे सीएनसी प्रणाली के माध्यम से पूर्व निर्धारित प्रक्षेप पथों की कटिंग, वेल्डिंग और ड्रिलिंग प्राप्त की जा सकती है।

विशेषताएं: इस मशीन में अच्छी बीम गुणवत्ता, उच्च दक्षता, कम लागत, स्थिरता, सुरक्षा, अधिक सटीकता और उच्च विश्वसनीयता है। यह कटिंग, वेल्डिंग, ड्रिलिंग और अन्य कार्यों को एक में एकीकृत करता है, जिससे यह एक आदर्श सटीक और कुशल लचीला प्रसंस्करण उपकरण बन जाता है। तेज प्रसंस्करण गति, उच्च दक्षता, अच्छे आर्थिक लाभ, छोटे सीधे किनारे वाले स्लिट, चिकनी काटने की सतह, बड़ी गहराई-से-व्यास अनुपात और न्यूनतम पहलू-से-चौड़ाई अनुपात थर्मल विरूपण, और कठोर, भंगुर जैसी विभिन्न सामग्रियों पर संसाधित किया जा सकता है , और मुलायम. प्रसंस्करण में उपकरण घिसाव या प्रतिस्थापन की कोई समस्या नहीं है, और कोई यांत्रिक परिवर्तन नहीं है। स्वचालन का एहसास करना आसान है. यह विशेष परिस्थितियों में प्रसंस्करण का एहसास कर सकता है। पंप की दक्षता उच्च है, लगभग 20% तक। जैसे-जैसे दक्षता बढ़ती है, लेजर माध्यम का ताप भार कम हो जाता है, इसलिए बीम में काफी सुधार होता है। इसमें लंबी गुणवत्ता वाला जीवन, उच्च विश्वसनीयता, छोटा आकार और हल्का वजन है, और यह लघुकरण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

अनुप्रयोग: धातु सामग्री की लेजर कटिंग, वेल्डिंग और ड्रिलिंग के लिए उपयुक्त: जैसे कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील, मिश्र धातु इस्पात, एल्यूमीनियम और मिश्र धातु, तांबा और मिश्र धातु, टाइटेनियम और मिश्र धातु, निकल-मोलिब्डेनम मिश्र धातु और अन्य सामग्री। विमानन, एयरोस्पेस, हथियार, जहाज, पेट्रोकेमिकल, चिकित्सा, उपकरण, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोबाइल और अन्य उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। न केवल प्रसंस्करण गुणवत्ता में सुधार हुआ है, बल्कि कार्य कुशलता में भी सुधार हुआ है; इसके अलावा, YAG लेजर वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए एक सटीक और तेज़ शोध पद्धति भी प्रदान कर सकता है।

अन्य लेज़रों की तुलना में:

1. YAG लेजर पल्स और निरंतर दोनों मोड में काम कर सकता है। इसका पल्स आउटपुट क्यू-स्विचिंग और मोड-लॉकिंग तकनीक के माध्यम से शॉर्ट पल्स और अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स प्राप्त कर सकता है, जिससे इसकी प्रोसेसिंग रेंज CO2 लेजर की तुलना में बड़ी हो जाती है।

2. इसका आउटपुट तरंगदैर्घ्य 1.06um है, जो कि 10.06um के CO2 लेजर तरंगदैर्घ्य से बिल्कुल छोटा परिमाण का एक क्रम है, इसलिए इसमें धातु के साथ उच्च युग्मन दक्षता और अच्छा प्रसंस्करण प्रदर्शन है।

3. YAG लेजर में कॉम्पैक्ट संरचना, हल्के वजन, आसान और विश्वसनीय उपयोग और कम रखरखाव की आवश्यकताएं हैं।

4. YAG लेजर को ऑप्टिकल फाइबर के साथ जोड़ा जा सकता है। टाइम डिवीजन और पावर डिवीजन मल्टीप्लेक्स सिस्टम की मदद से, एक लेजर बीम को कई वर्कस्टेशन या रिमोट वर्कस्टेशन पर आसानी से प्रेषित किया जा सकता है, जो लेजर प्रोसेसिंग के लचीलेपन को सुविधाजनक बनाता है। इसलिए, लेजर का चयन करते समय, आपको विभिन्न मापदंडों और अपनी वास्तविक जरूरतों पर विचार करना चाहिए। केवल इस तरह से लेज़र अपनी अधिकतम दक्षता प्रदर्शित कर सकता है। Xinte Optoelectronics द्वारा प्रदान किए गए स्पंदित Nd:YAG लेजर औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। विश्वसनीय और स्थिर स्पंदित एनडी: YAG लेजर 1064nm पर 1.5J तक पल्स आउटपुट और 100Hz तक की पुनरावृत्ति दर प्रदान करते हैं।