Hvad er en kulstofdioxid (CO2) laser

Under den kritiske periode med transformation og opgradering i produktionssektoren har Jiangpin Technology valgt kulstofdioxid-laser som sin strategiske udviklingsretning. Dette skyldes ikke kun dets fremragende markedsstørrelse og vækstrate i øjeblikket, men også fordi det svarer til de centrale tendenser i fremtidens produktion mod præcision, fleksibilitet og grøn energi. Især i processen med, at Kina transformerer sig fra en "produktionsgigant" til en "produktionsmagt", er uafhængig kontrol af højpræcise og avancerede laserbearbejdningsudstyr blevet en nøgleforbindelse for at sikre industrikedains sikkerhed. Lad os nu tage et kig på kulstofdioxid-laseren sammen:

Arbejdsprincip:

Selvom kuloxidmolekyler kan blive direkte eksciteret til høje energiniveauer, har mange studier vist, at resonansenergitransferen af stikstofmolekyler er den mest effektive. Stikstofmolekyler bliver eksciteret ved afslag til metastabile vibrationsenerginiveauer og overfører den eksciterede energi til kuloxidmolekyler, når de kolliderer med dem. Efterfølgende deltar de eksciterede kuloxidmolekyler hovedsagelig i lasersøjleovergange. Helium kan reducere antallet af lave-energi partikler i laserne og bære også væk varme. Andre komponenter, såsom hydrogen eller vanddamp, kan hjælpe med at genoxiderer karbonmonoxid (CO, dannet under afslag) til kuloxid.

CO2-laserne er typisk i stand til at udgive bølgelængder på 10,6 μm, men der findes flere ti andre laserspektrallinjer i området 9-11 μm (især 9,6 μm). Dette skyldes, at de to forskellige vibrationskræfter i kulstofdioxidmolekyler kan bruges som lave energiniveauer, og hver vibrationskraft svarer til et stort antal rotationskræfter, hvilket resulterer i mange sub-energiniveauer. De fleste kommercielt tilgængelige CO2-laser udgiver den standardbølgelængde på 10,6 μm, men der findes også nogle apparater, der er specielt optimeret til andre bølgelængder (som 10,25 μm eller 9,3 μm), og disse apparater er mere egnet til bestemte anvendelser såsom laserbehandling af materialer, da de absorberes lettere ved stråling af visse materialer (som polymerer). Specielle optiske komponenter kan være nødvendige under produktionen af sådanne laser og ved deres anvendelse til oplysning, da standardtransmissive optiske komponenter på 10,6 μm muligvis har for stærke refleksioner.

Udskriftsevne og effektivitet:

I de fleste tilfælde ligger den gennemsnitlige udskriftsevne mellem flere watts og flere kilowatts. Den effektivitet for konvertering af strøm er cirka 10%-20%, hvilket er højere end for de fleste gaslasere og lampepumperede faststoflasere, men lavere end for mange diodepumperede lasere. På grund af dets høje udskriftsevne og lange udsendelsesbølgelængde kræver CO2-lasere højekvalitets infrarød optiske komponenter, som normalt er fremstillet af materialer såsom zinkselenid (ZnSe) eller zinksulfid (ZnS). CO2-lasere har høj effekt og høj driftsspanning, hvilket stiller alvorlige laser-sikkerhedsproblemer. Dog på grund af dens lange arbejdsbølgelængde er det relativt sikkert for menneskets øje ved lave intensiteter.

CO2-laser typer:

For laserstyrker, der varierer fra nogle få watt til flere hundrede watt, bruges typisk siglrede rør eller strømfree lasere, hvor både laserhulen og gasforsyningen befinder sig inden for det siglrede rør. Afviklet varme overføres til rørvejret gennem diffusion (hovedsagelig heliums effekt) eller langsomt gasstrøm. Denne type laser har en kompakt struktur, er robust og holdbar, og dets arbejdsliv kan nemt nå tusindvis af timer eller endda længere. På dette tidspunkt skal der anvendes en metode til kontinuerlig genopfriskning af gas, især ved katalysatorisk omoxidering af kulmonoxid for at modvirke opsplitningen af kulioxid. Strålkvaliteten kan være meget høj. Højstyrkede diffusion-kyledte plade-lasere placerer gas i mellenrummet mellem et par planoverfladige vandkyledte RF-elektroder. Hvis elektrodafstanden er mindre end elektrodbredden, vil overskuddsvarmen effektivt overføres til elektroderne gennem diffusion. For at udnytte energien effektivt anvendes normalt en ikke-stationær resonator, og outputkobling udføres på den højreflekterende side. Ved rimelig strålkvalitet kan en outputstyrke på flere kilowatt opnås. Hurtig akseflow-lasere og hurtig tværflyd-lasere er også egnet til kontinuert bølgeoutputstyrke på flere kilowatt og høj strålkvalitet. Overskuddsvarmen fjernes af det hurtigt flydende blandetgas, som derefter genbruges til forbrænding efter at være gået igennem en ekstern køler (varmeombytter). Det blandede gas kan kontinuerligt genopfriskes og erstattes til tider. Tværflyd-lasere kan opnå den højeste outputstyrke, men strålkvaliteten er normalt lav.

Trykket i den lateraltilspændte atmosfæriske laser er meget højt (cirka én atmosfære). Da spændingen, der kræves til længsvis opslag, er for høj, skal en række elektroder indenfor røret bruges til tværsvis opspænding. Denne laser fungerer kun i puls Tilstand, da gasslussen er ustabil under høj spænding. Deres gennemsnitlige udgangs effekt er normalt mindre end 100 watt, men de kan også nå flere ti tusind watt (kombineret med en høj puls gentagnings frekvens).
Faste tilstandslaser er laser baseret på faste tilstandsforstærkingsmedier (som f.eks. krystaller eller glas doped med sjældne jordarter eller overgangsmetalioner), som kan generere en udgående effekt, der varierer fra flere milliwatt til flere kilowatt. Mange faste tilstandslaser bruger blitser eller bue-lamper til lyspumping. Disse pumpelister er relativt billige og kan levere meget høj effekt, men deres effektivitet er ret lav, deres levetid er gennemsnitlig, og der er stærke termiske virkninger i forstærkingsmediet, såsom termisk linseffekt. Laserdioder bruges oftest til at pumpe faste tilstandslaser, og disse laser-pumpede faste tilstandslaser (DPSS-laser, også kendt som alletilkortslaser) har mange fordele, såsom kompakt installation, lang levetid og fremragende strålkvalitet. Dets arbejds Tilstand kan være kontinuerlig bølge, det vil sige, at det kan generere kontinuerlig laserudgang, eller puls type, det vil sige, at det kan producere kortvarige høj-effekts laserpulser.

Kulstofdioxid-laseres, med deres unikke bølgelængdes fordele og bred materialetilpasning, har vist en uerstattelig strategisk værdi inden for global industribehandling, medicinsk estetik og ny energi. Trods konkurrencemæssig tryk fra fiberlasere inden for metalbearbejdning har kulstofdioxid-laserteknologien stadig kernen i konkurrencefordelen og et bredt innovationsrum inden for specialområder såsom ikke-metallisk bearbejdning, højpræcist farvefrakning og dyb hudbehandling.

For Jiangpin Technology bør det udnytte de historiske muligheder, der præsenteres af opgraderingen af Kinas produktionssektur og den globale energiovergang, og koncentrere sig om tre hovedretninger: gennembrud inden for højeffektstabilitet (som at løse "temperaturslukningen"), udvikling af specialiserede scenarier (behandling af ny energiudstyr) og tilpassede løsninger for små og mellemstore virksomheder. Ved at opbygge et samarbejdsbaseret innovationsystem af "industri-universitet-forskning-anvendelse" og integrere sig i det regionale industriklusterøkosystem, forventes Jiangpin Technology at opnå en strategisk transformation fra teknologifølger til innovationsleder under den kritiske periode med teknologirevolution og markedsgenopbygning for CO2-laser.