Kodėl naudoti viršutinę skrybėlę / plokščią viršutinį lazerio spindulį?

Dauguma lazerio spindulių yra Gauso spindulių, tačiau kai kuriais atvejais gali būti naudinga turėti ne Gauso apšvitos profilį. Simetrinis Gauso pluošto apšvitos pasiskirstymas mažėja, kai atstumas nuo lazerio pluošto skerspjūvio centro didėja. Plokštieji arba viršutiniai spinduliai turi pastovų apšvitos pasiskirstymą visame lazerio spindulio skerspjūvyje (1 pav.). Kai kurios programos, kurioms naudingas pastovus intensyvumas tam tikroje srityje, apima puslaidininkinių plokštelių apdorojimą, netiesinį dažnio keitimą esant didelės galios lygiams ir medžiagų apdorojimą. Plokščios sijos paprastai duoda tikslesnius ir nuspėjamus rezultatus, pvz., ryškesnius pjūvius ir ryškesnius kraštus, nei Gauso sijos, tačiau jos yra sudėtingesnės ir kainuoja papildomai.

1 paveikslas: Gauso pluoštai eikvoja energiją ir perteklinę energiją, viršijančią reikalingą taikymui slenkstį, ir energiją, mažesnę už slenkstį Gauso pluošto išorinėse dalyse. Viršutinės sijos / plokščios viršutinės sijos yra efektyvesnės, nes viršija slenkstį ir sumažina energijos švaistymą.

 

 

Gauso spinduliai
Aukštos kokybės vienmodžiai lazeriai sukuria žemos eilės Gauso spinduliuotės pasiskirstymą, TEM00 režimą. Gauso pluošto, kurio vidutinė optinė galia tokia pati kaip cilindrinio / plokščiojo lazerio pluošto, didžiausias energijos tankis yra dvigubai didesnis nei cilindrinio / plokščiojo lazerio pluošto (2 pav.). Gauso spindulys išlieka pastovus transformuojant; todėl pluoštui sklindant per sistemą, pluošto profilis išlieka Gauso paskirstytas net ir pasikeitus pluošto dydžiui. Taip yra todėl, kad Gauso funkcijos Furjė transformacija yra kita Gauso funkcija. Šviesa patiria Furjė transformaciją sklindant iki begalybės arba fokusuojant per tobulą objektyvą. Norėdami sužinoti daugiau apie lazerio režimus, pvz., TEM{5}}, žr. lazerio rezonatoriaus režimo taikymo pastabą.

2 paveikslas: Gauso ir plokščio viršutinio pluošto pluoštai, kurių optinė galia yra ta pati, rodantis, kad Gauso pluošto didžiausias intensyvumas yra dvigubai didesnis nei plokščiojo viršutinio pluošto.

Gauso lazeriai yra labiau paplitę ir ekonomiškesni nei kiti lazeriai, tačiau jie turi keletą trūkumų, pavyzdžiui, jų „sparnai“ arba mažo intensyvumo sritys, besitęsiančios nuo tinkamo pluošto centro. Jei Gauso pluošto sparnų intensyvumas yra mažesnis už taikymui reikalingą slenkstį, tai paprastai sukelia energijos švaistymą (1 pav.). Jie taip pat kenkia aplinkai ir išplečia karščio paveiktą zoną, o tai gali pakenkti tokioms reikmėms kaip lazerinė chirurgija ir tikslus medžiagų apdorojimas. Pjaunant arba formuojant smulkius bruožus naudojant Gauso siją, gaunamas mažesnis tikslumas nei naudojant viršutinę siją / plokščią viršutinę siją dėl didesnės šilumos paveiktos sijos zonos, todėl cilindro / plokščios viršutinės sijos yra geresnis pasirinkimas tokioms reikmėms.

 

 

top Hat/Plokščios viršutinės sijos

Vienas iš būdų įvertinti, kiek tikroji sija yra arti idealios plokščios viršutinės sijos, yra lygumo koeficientas (F_η). Tai nustatoma padalijus vidutinę apšvitos vertę iš didžiausios apšvitos vertės, kaip aprašyta.

 

Fη=Vidutinė apšvita / didžiausia apšvita

 

Sparnų nebuvimas ir staigesnių kraštų perėjimai viršutiniuose skrybėlėse / plokščiose viršutinėse sijose leidžia efektyviau perduoti energiją ir sumažinti šilumos paveiktą zoną. Tai naudinga įvairioms reikmėms, kai prioritetas yra didelis tikslumas ir kuo mažesnė žala aplinkai. Taikant metrologijos programas, tokias kaip lazeriu sukeltos žalos slenksčio (LIDT) bandymai, vienodas ir aiškiai apibrėžtas cilindro / plokščio viršutinio pluošto profilis sumažina matavimo neapibrėžtį ir statistinę dispersiją.

 

Viršutinės skrybėlės / plokščios viršutinės sijos nėra tokios ekonomiškos kaip Gauso sijos, nes norint konvertuoti lazerio išvestį į cilindrą / plokščią viršutinį spindulį, reikalingas papildomas pluošto formavimo komponentas (3 pav.). Šis pluošto formavimo komponentas gali būti įmontuotas į lazerio šaltinį arba dedamas už lazerio. Šie papildomi sijos formuotojai yra jautrūs xy išlygiavimui ir priklauso nuo įvesties pluošto skersmens. Viršutinė skrybėlė / plokščias lazerio spindulys nelieka pastovus transformuojant. Todėl krentančio cilindro / plokščios viršutinės sijos sijos profilis natūraliai neišsaugomas pluoštui sklindant. Viršutinės kepurės / plokščio viršaus funkcijos Furjė transformacija yra „Airy“ taško funkcija, o tai reiškia, kad viršutinė skrybėlė / plokščia viršutinė sija ilgainiui virs „Airy“ tašku.

3 pav. Spindulio profilio, konvertuojančio tarp Gauso skirstinio ir plokščiojo viršaus skirstinio, animacija.

 

 

Aukštų / plokščių lazerio spindulių naudojimas suteikia daug naudos įvairioms pramonės ir mokslo reikmėms. Dėl vienodo energijos paskirstymo ir galimybės sumažinti terminį lęšį bei taško dydį, šio tipo pluoštas gali padėti pagerinti daugelio skirtingų lazerinių procesų tikslumą, nuoseklumą ir efektyvumą.

 

SDQY Laser yra lazerinio valymo mašinų gamykla, turinti techninę galią. Mes turime profesionalią tyrimų ir plėtros komandą, kuri klientams teikia aukštos kokybės, didelio našumo lazerinę valymo įrangą, įskaitant 200 W, 300 W, 500 W viršutinius / plokščius spindulius ir 100 W 200 W 300 W 1000 W Gauso pluošto lazerines valymo mašinas. Tuo pačiu metu mes taip pat galime pasiūlyti pritaikytus automatinio lazerio valymo sprendimus pagal klientų poreikius, kad patenkintume skirtingus klientų poreikius.

Ateityje ir toliau laikysimės principo „pirmiausia kokybė, pirmiausia paslauga“, nuolat gerinsime produktų ir paslaugų kokybę, teiksime klientams geresnius lazerinio valymo sprendimus. Kviečiame klientus iš visų visuomenės sluoksnių susisiekti su mumis ir kartu kurti geresnę ateitį!