Как сделать лазер мощнее
Если у вас есть антистатический браслет, используйте его во время удаления диода. Затем появился волоконный лазер, и производители стали стремиться наверстать упущенное с производительностью сначала при мощности 6 кВт, а затем при мощности резки 10 кВт. Копировать ссылку. Первичный источник света здесь — одноваттный в топовой модели инфракрасный лазерный диод с непрерывным излучением. Благодарим за отзыв!
Не беспокоясь о чистке зеркала или линзы, проверке сильфона и выравнивании луча, производители нашли новый инструмент, который требовал минимального обслуживания и стоил примерно половину стоимости эксплуатации системы на CO 2. Волоконный лазер также создает длину волны луча, которая примерно в 10 раз короче, чем длина волны луча 10 микрон, характерная для резонатора на CO 2. Это обеспечивает сфокусированный луч более высокой плотности, который в сочетании с более высокой степенью поглощения приводит к скорости резания, которая значительно превосходит скорость CO 2 -лазера, особенно при толщине материала менее 6 мм.
Используя технологию волоконного лазера, производители могут увеличивать мощность своих станков, добавив дополнительные лазерные модули в этих модулях свет, излучаемый полупроводниковыми диодами, возбуждается в волоконной оптике, легированной иттербием, до тех пор, пока не будет получен лазер. Все модули соединены с активным волокном, которое затем используется для доставки лазерного луча. Вот почему недавний рост мощности произошел так быстро: с чисто технологической точки зрения увеличить мощности не сложно.
Фактически, мощность современных систем волоконной лазерной резки и сварки в некоторых случаях может превышать кВт. Причина, по которой производители не имеют в своих цехах систем на кВт, заключается в том, что системы доставки пучка просто не могут выдержать такую большую мощность.
Вот почему проводится так много исследований в области проектирования режущих головок. Каждый производитель систем лазерной резки стремится создать надежную режущую головку, которая может доставлять луч волоконного лазера в течение продолжительного времени в тяжелых условиях резания, что более чем вероятно при резке толстых материалов. В последние годы те же производители станков разработали оптику режущей головки, которая позволяет регулировать размер луча во время резания.
Благодаря развитию этой технологии, машины с волоконным лазером перестали быть исключительно инструментом для резки тонкого листового металла. Итак, насколько мощный волоконный лазер нужен производителю? Компания должна смотреть на типичный диапазон толщины, который характерен для 80 процентов ее работы.
Если этот диапазон небольшой, то лазер мощностью 15 кВт вряд ли понадобится. Даже если бы в цеху был волоконный лазер мощностью 15 кВт, он бы работал на мощности, пониженной до 6 кВт и резал этот тонкий материал с очень высокой скоростью и с низкими затратами.
Вот несколько общих правил резки обычных металлов, таких как сталь, нержавеющая сталь или алюминий:. Имейте в виду, что производитель с мощным станком может производить больше деталей в час, а стоимость деталей резко падает с увеличением мощности. Но это происходит только в том случае, если мощность станка для лазерной резки можно максимизировать достаточно быстро. По мере увеличения уровня мощности станка для резки с волоконным лазером, эксплуатационные расходы, вероятно, вырастут.
Вот почему так важно, чтобы волоконный лазер работал с максимальной эффективностью, чтобы можно было сократить время неполного цикла и компенсировать более высокие эксплуатационные расходы защитный газ, электричество, расходники и комплектующие для лазера. Уменьшая время цикла, производитель может уменьшить влияние переменных и постоянных затрат и повысить доходность.
К счастью, волоконные лазеры работают быстро. Просто посмотрите, как они мчатся вверх и вниз по листу металла на выставке.
К сожалению, большинство производителей не режут детали с длинными прямыми линиями. Они вырезают маленькие дырочки и необычные геометрические формы. В этой реальности производителю требуется быстрое ускорение, чтобы вовремя воспользоваться линейными скоростями машины. Когда ускорение увеличивается вдвое, машине требуется половина времени и половина расстояния, чтобы достичь той же запрограммированной скорости.
Скорость, с которой станок может замедляться и ускоряться на поворотах и узких дугах, часто оказывает большее влияние на время цикла, чем мощность лазера или максимальная скорость станка. Таким образом, ускорение очень важно. Не важно, е на дворе или е, им всегда нужен еще более зоркий телескоп, производительный компьютер или мощный лазер. Конечно, это не бессмысленная жадность, а желание вырвать у природы новые тайны, недоступные с нынешними инструментами.
Поэтому физики никогда не прекращают работу над созданием «самых-самых» лазеров: самых мощных, самых быстрых и так далее.
Двадцать первый век начался со штурма петаваттной планки. Сегодня в мире уже несколько десятков лазеров с пиковой мощностью около 1ПВт квадриллион ватт. Пальма первенства в петаваттной гонке стремительно переходит из рук в руки.
Важно понимать, что эта мощность — мгновенная, или, как говорят профессионалы, пиковая. Она достигается не столько за счет энергии лазерного импульса, сколько за счет его краткости.
Мгновенная мощность — это не количество энергии, а скорость ее выделения. Тот же SULF за один импульс излучает всего джоулей энергии, как ваттная лампочка за три секунды. Зато импульс продолжается всего 23 фемтосекунды, что и дает мощность в 13 ПВт.
При этом лазер выдает новый импульс каждые три минуты. Конечно, лазер, потребляющий мало энергии — это экономично.
Никакая энергосистема не выдержала бы непрерывно включенную петаваттную «лампочку».
К примеру, суммарная установленная мощность всех российских электростанций в году не составляла и тысячной доли петаватта. С другой стороны, краткость импульса и малая «скорострельность» сильно ограничивает исследователей.
Поэтому востребованы и системы с меньшей мгновенной мощностью, но большей суммарной энергией. Например, строящийся российский лазер УФЛ-2М будет подводить к мишени энергию более чем в два миллиона джоулей.
Планируется, что по этому показателю он будет лучшим в мире. Сверхмощные лазеры нужны ученым самых разных областей. Прежде всего, разумеется, физикам.
Добавим, расхождение его луча составляет менее 1,2 миллирадиан. Что можно сделать таким лазером? Например, за секунду-две экспозиции прожечь надутый шарик тёмного цвета, так чтобы он эффектно лопнул; за несколько секунд — перерезать чёрную изоленту или зажечь спичку. Можно постараться и поджечь бумагу. Со всеми упомянутыми задачами, кстати, справляются даже «средние» модели компании с мощностью луча в милливатт а они стоят ощутимо меньше самой мощной модели.
Разве только время удержания луча на месте будет уже секунд К слову, жёсткого крепления в таких опытах по поджиганию не требуется: точности направления луча достаточно той, что можно обеспечить руками. Разумеется, смотреть на такой лазер нельзя. В общем-то, даже маленькие красные лазеры со слабым лучом как правило, от 0,5 до , и реже — до 5 милливатт, что массово продаются в наших магазинах , опасны при прямом попадании в глаза.
Дело тут не столько в мощности, сколько в маленьком диаметре луча, который бесповоротно повреждает отдельные клетки сетчатки. Что уж говорить о зелёном лазере с выходом в милливатт правда, его луч имеет чуть больший диаметр, чем у маленьких моделей?
Кстати, «классические» красные лазерные указки также есть в программе фирмы, и самая мощная из них тоже внушает — милливатт на выходе. Но что будет, если такой мощный луч направить на кожу? И на том спасибо. Компания считает свои изделия серии Spyder настоящим техническим прорывом в данной области и, наверное, справедливо.
Потому давайте знакомиться с их устройством. Первичный источник света здесь — одноваттный в топовой модели инфракрасный лазерный диод с непрерывным излучением. Заметьте — это один ватт на выходе. В виде излучения. Генерируемый диодом луч с длиной волны нанометров проходит через линзу и попадает в кристалл из оксидов неодима, иттрия и ванадия, где преобразуется в излучение с длиной волны нанометра.
