Šiuolaikiniuose lazerių taikymuose spindulio kokybė tapo vienu iš svarbiausių rodiklių, vertinant bendrą lazerio našumą. Nesvarbu, ar tai„Nesvarbu, ar tai būtų mikronų lygio tikslus pjovimas gamyboje, ar didelio atstumo aptikimas lazeriniuose matavimuose – spindulio kokybė dažnai lemia taikymo sėkmę ar nesėkmę.
Taigi, kas tiksliai yra spindulio kokybė? Kaip ji veikia lazerio veikimą? Ir kaip pasirinkti tinkamą spindulio kokybę, kad ji atitiktų konkrečius taikymo poreikius?
1. Kas yra spindulio kokybė?
Paprastai tariant, spindulio kokybė reiškia lazerio spindulio erdvinio sklidimo charakteristikas. Ji apibūdina, kaip gerai spindulys gali sufokusuotis, jo sklaidos elgseną ir kaip tolygiai pasiskirsto jo energija.
Idealiu atveju lazerio spindulys primena tobulą Gauso spindulį, pasižymintį mažiausiu sklaidos kampu ir geriausiu fokusavimo našumu. Tačiau dėl tokių veiksnių kaip šaltinio struktūra, medžiagos savybės ir šiluminiai efektai, realaus pasaulio lazerio spinduliai dažnai kenčia nuo sklidimo, iškraipymų arba daugiamodžių interferencijų.—taip sumažinant spindulio kokybę.
2. Įprasti spindulio kokybės rodikliai
①M² Koeficientas (spindulio sklidimo koeficientas)
M.² vertė yra pagrindinis parametras, naudojamas spindulio kokybei įvertinti.
M² = 1 rodo idealų Gauso spindulį.
M² > 1 reiškia, kad spindulio kokybė pablogėja ir fokusavimo gebėjimas pablogėja.
Pramoninėse reikmėms, M² Paprastai reikalaujama verčių, mažesnių nei 1,5, o mokslinės klasės lazeriai siekia M² reikšmės kuo artimesnės 1.
②Spindulio divergencija
Spindulio divergencija apibūdina, kiek lazerio spindulys plečiasi jam sklindant dideliais atstumais.
Mažesni sklaidos kampai reiškia labiau koncentruotus spindulius, mažesnes židinio dėmes ir didesnį tikslumą ilgesniais atstumais.
③Spindulio profilis ir energijos pasiskirstymas
Aukštos kokybės spindulys turėtų turėti simetrišką, vienodą spindulio profilį su didelio intensyvumo centru. Tai užtikrina aiškų ir valdomą energijos tiekimą pjovimui, žymėjimui ir kitoms užduotims.
3. Kaip spindulio kokybė veikia realaus pasaulio taikymus
①Tikslus apdirbimas (pjovimas / suvirinimas / žymėjimas):
Spindulio kokybė lemia židinio taško dydį ir energijos tankį, o tai turi įtakos apdirbimo tikslumui ir efektyvumui.
②Medicininiai lazeriai:
Spindulio kokybė turi įtakos tam, kaip tiksliai energija perduodama audiniams ir kaip gerai kontroliuojama šiluminė difuzija.
③Lazerinis nuotolio matavimas / LIDAR:
Spindulio kokybė tiesiogiai veikia aptikimo diapazoną ir erdvinę skiriamąją gebą.
④Optinis ryšys:
Spindulio kokybė turi įtakos signalo režimo grynumui ir pralaidumo pajėgumui.
⑤Moksliniai tyrimai:
Spindulio kokybė užtikrina koherenciją ir stabilumą interferenciniuose arba netiesiniuose optiniuose eksperimentuose.
4. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką sijos kokybei
①Lazerinės konstrukcijos projektavimas:
Vienmodžiai lazeriai paprastai pasižymi geresne spindulio kokybe nei daugiamodžiai lazeriai.
②Stiprinimo terpė ir rezonatoriaus dizainas:
Tai daro įtaką režimo pasiskirstymui ir spindulio stabilumui.
③Terminio poveikio valdymas:
Prastas šilumos išsklaidymas gali sukelti terminį lęšio išsikraipymą ir spindulio iškraipymą.
④Siurblio vienodumas ir bangolaidžio struktūra:
Netolygus pumpavimas arba konstrukciniai defektai gali sukelti sijos formos pablogėjimą.
5. Kaip pagerinti spindulio kokybę
①Optimizuokite įrenginio architektūrą:
Naudokite vienmodžius bangolaidžius ir simetriškus rezonatorių dizainus.
②Šilumos valdymas:
Integruokite efektyvius šilumos kriaukles arba aktyvų aušinimą, kad sumažintumėte dėl terminio poveikio sukeltą spindulio iškraipymą.
③Spindulį formuojanti optika:
Taikykite kolimatorius, erdvinius filtrus arba režimų keitiklius.
④Skaitmeninis valdymas ir grįžtamasis ryšys:
Dinaminei korekcijai pasiekti naudokite realaus laiko bangos fronto aptikimą ir adaptyviąją optiką.
6. Išvada
Spindulio kokybė yra daugiau nei tik fizinis parametras—it„yra„tikslumo kodas„lazerio„s našumas.
Realiose situacijose aukšta spindulio kokybė gali žymiai padidinti lazerinių sistemų efektyvumą, tikslumą ir patikimumą. Vartotojams, ieškantiems didelio našumo ir nuoseklumo, spindulio kokybė turėtų būti pagrindinis aspektas renkantis lazerį.
Tobulėjant lazerių technologijoms, galime tikėtis geresnio spindulių valdymo mažesniuose įrenginiuose ir didesnio galios tankio.—atveriant kelią naujoms galimybėms pažangioje gamyboje, tiksliojoje medicinoje, aviacijos ir kosmoso pramonėje ir kitur.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 22 d.