激光器由那些分類?固體與光纖有什么區(qū)別?
激光是20新世紀(jì)繼核能發(fā)電、半導(dǎo)體材料和電子計(jì)算機(jī)以后的另一項(xiàng)重要創(chuàng)造發(fā)明。它以其優(yōu)良的單色性、專一性、色度等特性廣泛運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)制造、生物醫(yī)學(xué)工程、國防等行業(yè)。它被稱作最快的刀、最確切的直尺和最靚的光。
激光器可依據(jù)收獲物質(zhì)、輸出光波長、運(yùn)行模式、液壓柱塞泵方式開展歸類,詳細(xì)情況如下所示:
①按收獲物質(zhì)開展歸類。
依據(jù)收獲物質(zhì)的不一樣,激光器可分成固態(tài)(包含全固態(tài)、金屬、混合物質(zhì)、半導(dǎo)體材料)、汽體、液態(tài)激光器等。小范圍上,固體激光器一般指全固體激光器。現(xiàn)階段,企業(yè)的商品包含流行激光器,如全固態(tài)(DPSS)、MOPA金屬(光的偏振)和固態(tài)-金屬混合模式。
現(xiàn)階段,有近1000種化學(xué)物質(zhì)可以作為收獲物質(zhì)。普遍的成分包含釹鋁紫牙烏((又被稱為YAG)、綠寶石、關(guān)鍵夾層玻璃、金屬、二氧化碳等。每一種收獲物質(zhì)激光器都是有自身的比較優(yōu)勢,重視主要用途,不大可能徹底互相取代。
②按輸出光波長開展歸類。
依據(jù)光波長,激光器可分成紅外線激光器、能見光激光器、紫外光激光器、深紫外激光器等。不一樣構(gòu)造的化學(xué)物質(zhì)可以消化吸收不一樣范疇的光的波長,因而每一個(gè)光波長的激光器都必須用以不一樣原材料的細(xì)致生產(chǎn)加工。紅外線激光器和紫外光激光器是使用最普遍的二種激光器:紅外線激光器適用于熱處理
因?yàn)樽贤夤夤庾幽芰看螅瑹o法根據(jù)外界鼓勵源激勵造成一定的大功率持續(xù)紫外光激光,因而持續(xù)紫外光激光一般選用晶體材料的最優(yōu)控制效用變頻式方式 ,因而工業(yè)生產(chǎn)方面的紫外光激光關(guān)鍵選用固態(tài)紫外光激光。
③按實(shí)際操作方式開展歸類。
激光實(shí)際操作方式是激光器的工藝關(guān)鍵,可分成持續(xù)激光器和單脈沖激光器。
持續(xù)激光器中各電子能級顆粒數(shù)和腔內(nèi)輻射源場均遍布平穩(wěn)。其工作中特性是工作中物質(zhì)的鼓勵和相對應(yīng)的激光輸出可以在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)開展。持續(xù)激光器可長時(shí)間持續(xù)輸出激光器,但熱電效應(yīng)顯著。
單脈沖激光器不持續(xù)輸出激光,其主要特點(diǎn)是熱電效應(yīng)小,可操控性好。
單脈沖激光器的脈沖寬度就是指激光輸出功率維持在一定值時(shí)的延遲時(shí)間。現(xiàn)階段,常見的工業(yè)生產(chǎn)微生產(chǎn)加工激光器可分成納秒激光器、皮秒激光激光器和飛秒激光激光器。脈沖寬度越窄,激光調(diào)整技術(shù)性的運(yùn)用規(guī)定就越高。
A.納秒(10-9s)激光器:納秒激光器的單脈沖延遲時(shí)間一般在幾十到好幾百納秒中間。現(xiàn)階段,納秒單脈沖激光器技術(shù)性比較完善,商品挑選豐富多彩。光纖激光器和固體激光器在向功率大的和短光波長發(fā)展趨勢的歷程中都各有優(yōu)點(diǎn)。
B、極快激光:超快激光就是指激光單脈沖延遲時(shí)間較短的激光。與納秒激光對比,極快激光單脈沖延續(xù)時(shí)間很短,瞬時(shí)功率很高,動能對焦在較小的室內(nèi)空間地區(qū),不會受到單脈沖反復(fù)頻率和平均功率的危害,光線品質(zhì)不斷平穩(wěn)。現(xiàn)階段,極快激光主要包含皮秒激光(10^-12s)激光和飛秒激光(10^-15s)激光。以飛秒激光為象征的極快單脈沖激光技術(shù)性是全球前端激光技術(shù)性之一。
根據(jù)以上分類方法,固體激光器(即上述全固體激光器)和光纖激光器是現(xiàn)階段市面上的二種流行激光器。二者在關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)性發(fā)展趨向上具有較大差別。這兩根技術(shù)方案共存,沒有互相取代的關(guān)聯(lián)。固體激光器和光纖激光器在關(guān)鍵激光生產(chǎn)加工主要用途的運(yùn)用差別如下所示:
從前表看來,固體激光器和光纖激光器可用作關(guān)鍵激光生產(chǎn)加工行業(yè),如標(biāo)識、激光切割、打孔、電焊焊接和增材,但各細(xì)分行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域存有差別,如下所示:
①宏觀經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)加工行業(yè)。
該行業(yè)關(guān)鍵選用光纖激光器,一般不應(yīng)用固體激光器。光纖激光器包含持續(xù)光纖激光器和單脈沖光纖激光器。因?yàn)槌掷m(xù)光纖激光器高平均功率的特性,可廣泛運(yùn)用于厚金屬材質(zhì)的激光切割、電焊焊接等宏觀經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)加工。宏觀經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)加工現(xiàn)階段的市場容量非常大。
②微生產(chǎn)加工行業(yè)。
該行業(yè)關(guān)鍵選用固體激光器,一部分情景選用單脈沖光纖激光器。固體激光器可根據(jù)雙頻結(jié)晶將紅外線轉(zhuǎn)換為綠光、紫外線、深紫外光等短光波長激光器,并輸出到外界。短光波長是微生產(chǎn)加工激光器的發(fā)展趨向,熱電效應(yīng)低,電力能源利用率高,可合理提升加工精度,完成超細(xì)致、超微主板生產(chǎn)加工。固體激光器具備短光波長(紫外光、深紫外線)、短占空比(皮秒激光、納秒)、高峰期輸出功率的特性,適用于薄、延性等金屬材料和高分子材料的高精密微生產(chǎn)加工行業(yè)。除此之外,固體激光器廣泛運(yùn)用于自然環(huán)境、診療、國防等方面的科技前沿科學(xué)研究,具備廣泛的發(fā)展前途。
單脈沖光纖激光器可使用于微生產(chǎn)加工行業(yè),由于其光波長關(guān)鍵限定在紅外線范疇內(nèi),一般用以金屬材質(zhì)和一定薄厚、精密度規(guī)定相對性較低的一部分微生產(chǎn)加工行業(yè)。