Mis on süsinikdioksiidilaser

Tootmistegevuse ülemineku ja uuendamise olulisel perioodil on Jiangpin Technology valinud süsinikdioksiidilaseri oma strateegiliseks arengusuunaks. See tuleneb mitte ainult tema eriolulise praeguse turu suuruse ja kasvu kiirusest, vaid ka sellest, et see vastab tulevase tootmise peamistele suundumustele täpsuse, paindlikkuse ja rohelisuse poolest. Eriti Hiina protsessis muutuda "tootmisrikas" ning "tootmisjõud" on kõrgtäpsuste ja edasi laseritöötlemise seadmete iseseisev kontroll muutunud oluliseks seitsiks tööstusahela turvalisuse tagamiseks. Vaatame nüüd koos süsinikdioksiidilaseriga:

Tööpõhimõte:

Kuigi süüdioksiidi molekulid saavad otse energiakõrgedesse tasandesse äratatud, on paljud uurimused tõestanud, et natriumimolekulite resonantne energiasiduvus on kõige efektiivsem. Natriumimolekulid äratatakse vabastamisega metaallsetesse vibratsioonienergitasandesse ja ülekannevad äratatud energiat süüdioksiidi molekulitele neid kokkupuutudes. Pärast seda osalevad äratatud süüdioksiidi molekulid peamiselt lazertransitioonides. Helium võib vähendada madal-energialiste osakeste arvu laserites ning ka eemaldada sooja. Muud komponendid, nagu vesinik või veepaar, aitavad süsinikütsemiku (CO, mis moodustub vabastamisel) taasoksüteerida süüdioksiidiks.

CO2-laserid suudavad tavaliselt saada voolu 10,6 μm lainepikkusel, kuid on olemas kaümteist muu laseri spektrijooni piirkonnas 9-11 μm (eriti 9,6 μm). Põhjuseks on see, et süügiidi molekulide kaks erinevat vibratsioonijõudu võivad kasutada madalate energiasätete jaoks, ja igal vibratsioonijõudel vastab suur hulk pöördepingejõudeid, mis genereerib palju alamenergiasid. Enamus kaubanduses olevatest CO2-laseritest heitab standardse lainepikkusega 10,6 μm, kuid on ka mõned seadmed, mis on spetsiaalselt tekitatud teiste lainepikkustega (näiteks 10,25 μm või 9,3 μm) optimiseerimiseks, ja need seadmed sobivad paremini mõnele rakendusele, nagu laserimaterjalitöötlus, sest need absorbeeruvad lihtsamini mingite materjalide (näiteks polümeeride) kiirgutamisel. Selliste laserite valmistamisel ja neid illumineerimiseks kasutamisel võidakse nõuda erilisi optilisi komponente, kuna tavalised läbipaistvad 10,6 μm optilised komponendid võivad põhjustada liiga tugeva tagasiäärmistumise.

Väljundvõimsus ja tõhusus:

Enamik juhtude korral on keskmine väljundvõimsus vahemikus mitut watti kuni mitmeid kilowatti. Energiateenimisefektiivsus on umbes 10%-20%, mis on kõrgem kui enamiku gaasilaserite ja lamppidega pommitatud tahkeained laserite juures, kuid madalam kui paljudes diodipommitatud laserites. Tõttu oma suurele väljundvõimsusele ja pikale emitseerimislainelenghule nõuavad CO2-laserid kvaliteetseid infrapunase optika komponente, mis tavaliselt valmistatakse materjalidest nagu siiinseeenidi (ZnSe) või siiinsülfiidi (ZnS). CO2-laseril on suur võimsus ja suur ajumine voltige, mis tekitab tõsise laseri turvalisusprobleemi. Siiski on tema pikk töötamislainelengk vähese intensiivsuse korral võrreldes suhteliselt ohutu inimsilmade jaoks.

CO2-lasere tüübid:

Laseri vahetult mõned wattid kuni mitu sada wattini kasutatakse tavaliselt hermetsete tubede või vooluvabade laseritega, kus nii laserikameras kui ka gaasiskus on asendatud hermetses tubes. Lood matub diffusiooni teel (peamiselt heliumi mõjuga) või aeglase gaasi liikumise teel. See tüüpi laser on struktuuris kompaktne, kindel ja pikkusega, tema tööelu saab hõlpsalt jõuda tuhandeid tundeid või isegi pikemaks. Selle punkti juures tuleb kasutada gaasi pidevat uuesti taastavat meetodit, eriti süsinikuoksidi ümberkatalüüsiga, et vastustada süsivesiniku disasotsiatsioonile. Joone kvaliteet võib olla väga kõrge. Kõrgema võimsusega diffusiooniliselt jälgitud plaatlasersid asetatakse gaasi paari plaanilise veekuumitu RF-elektroodi vahele. Kui elektroodide vaheline kaugus on väiksem kui elektroodide laius, siis üleliigine külmus edastatakse efektiivselt elektroodidele diffusiooni teel. Energia efektiivseks väljavõtmiseks kasutatakse tavaliselt mittestabiilsust resonaatorit ja väljavõtmine toimub kõrge reflektiivsuse poolel. Ühtlase joone kvaliteediga võib saavutada mitu kilowatti väljundvõimsuse. Kiired akssiaalse voolu laserid ja kiired ristvoolu laserid sobivad ka mitme kilowatti pideva laineväljundvõimsuse ja kõrge joone kvaliteedi jaoks. Üleliigne külmus viiakse ära kiiresti voolava segagaasiga, mis seejärel läbib välismaise jäätmete koorma (külmuskahandaja) enne, kui seda kasutatakse uuesti diskriptsiooniks. Segagaas saab pidevalt taastada ja ajutiselt asendada. Ristvoolulaserid võivad saavutada kõrgeimat väljundvõimsust, kuid joone kvaliteet on tavaliselt madal.

Läbikõrvsesti elektriliselt stimuleeritud atmosfäärlase laseri rõhu on väga kõrge (umbes üks atmosfäär). Kuna pikkusliku läbipõlemiseks vajalik spännus on liiga kõrge, tuleb kasutada juhtide rida torus transversaalseteks ekstsitatsioonideks. See laser toimib ainult pulssrežiimis, sest kaaslaste läbipõlemine on kõrge spännuse all ebastabiilne. Nende keskmine väljundvõimsus on tavaliselt vähem kui 100 watt, kuid need võivad jõuda ka mitmete kilowatti ulatuseni (kombineerides kõrge pulsside kordumisfrektsentsi).
Tiheduslasered on laseri süsteemid, mis põhinevad tihedusel olevatel suurendusmeedial (nagu kristallidel või stseenidel, mis on retsarium- või ülemkaaslasejonega dopeeritud), mis võivad tooduda väljundvoimu mitmetest milliwattidest mitmeteni kilowattini. Paljud tiheduslasered kasutavad valgustamiseks flashtampide või kaartlampide. Need valgustamise allikad on suhteliselt odavamad ja võivad pakuda väga kõrget võimsust, kuid nende tõhusus on piiratud, eluiga keskmine ning tekib tugevaid termitoimeid suurendusmeedias, nagu näiteks termilised linssimiajad. Laserdiodid kasutatakse tavaliselt tiheduslaserite valgustamiseks, ja need diodivalgustatud tiheduslasered (DPSS-laserid, mida nimetatakse ka kogu-tiheduslaserteks) omavad palju eeliseid, nagu kompaktne paigutus, pikem eluiga ja suurepärane kiirmoodi kvaliteet. Nende töörežiimiks võib olla pidev laine, see tähendab, et nad saavad tooduda pidevat laser väljundit, või pulssrežiim, mis tähendab, et nad võivad tooduda lühiajalist kõrgevõimsustega laserpulssi.

Süsinikdioksiidlaserid, millel on unikaalsed lainepikkuse eelised ja lai materjalipädevus, on näidanud end olevat globaalses tööstuslikus töötlemises, meditsiinilises estetikas ja uue energia valdkonnas strateegiliselt asendamatud. Kuigi metallitöötlemise valdkonnas tuleb silmitsi konkurentsipinge fiberlasertega, säilitab süsinikdioksiidlaseritehnoloogia siiski spetsialsetes valdkondades, nagu mittemeettaalide töötlemine, kõrgtäpsus värvikatte eemaldamine ja sügav nahatoitmine, ühist konkurentsieelist ning laia innovatsiooni potentsiaali.

Jiangpin Technology peab võtma kasutusele ajaloo võimalused, mida pakub Hiina tootmiskorra uuendamine ja maailma energiatooming, keskendudes kolmele peamisele suunas: läbimurde tugeva jõu stabiilsuses (nt "temperatuuri kühunemise" efekti lahendamine), spetsiaalsete stsenaariumide arendamine (uue energia varustuste töötlemine) ning väikeste ja keskmiste ettevõtetega seotud kohandatud lahendused. Koostöö innovatsioonisüsteemi "tööstus-ülikool-teadus-rakendus" loomise ja piirkondliku tööstuscluster ekosüsteemi integreerimise abil on Jiangpin Technology oodatavalt strateegiline teisendamine tehnikajärgajast innovatsiooni juhiks tehnoloogia revolutsiooni ja kaupingu ümberkorraldamise olulisel perioodil süsinikdioksiidi lasere puhul.