Hva er en karbondioxidlaser

Under den kritiske transformasjons- og oppgraderingsperioden i produksjonsnæringen, har Jiangpin Technology valgt karbondioksidlaser som sin strategiske utviklingsretning. Dette skyldes ikke bare dens fremragende markedsstørrelse og vekstfart i dag, men også fordi det samsvarer med de viktigste trendene for fremtidig produksjon mot presisjon, fleksibilitet og grønne løsninger. Spesielt i prosessen der Kina transformerer fra en "produksjonsjätte" til en "produksjonsmakt", har uavhengig kontroll av høytydelige og avanserte laserbehandlingsutstyrsel blitt en nøkkellenke for å garantere industrikljennens sikkerhet. La oss nå se nærmere på karbondioksidlaseren sammen:

Arbeidsprinsipp:

Selv om karbondioksidmolekyler kan bli rett ut hevet til høye energinivåer, har mange studier vist at resonansenergitransferen av nitrogenmolekyler er den mest effektive. Nitrogenmolekyler blir hevet av opplassning til metastabile vibrasjonsenerginivåer og overfører den hevede energien til karbondioksidmolekyler når de kolliderer med dem. Deretter deltar de hevede karbondioksidmolekylene hovedsakelig i lasertransisjoner. Helium kan redusere antall lave-energi partikler i laserne og bære vekk varme. Andre komponenter, som for eksempel hydrogen eller vannoppdampning, kan hjelpe med å reoxidere kulmonoksid (CO, formet under opplassning) til karbondioksid.

CO2-laserer er typisk i stand til å utstede bølgelengder på 10,6 μm, men det finnes flere ti av andre laser-spektrallinjer i regionen 9-11 μm (spesielt 9,6 μm). Dette skyldes at de to forskjellige vibrasjonskreftene i karbondioksid-molekyler kan brukes som lave energinivåer, og hver vibrasjonskraft svarer til et stort antall rotasjonskrefter, noe som genererer mange sub-energinivåer. De fleste kommersielt tilgjengelige CO2-laserer utsteder den standardbølgelengden på 10,6 μm, men det finnes også noen apparater som er spesifikt optimert for andre bølgelengder (som 10,25 μm eller 9,3 μm), og disse apparatene er mer egnet for visse anvendelser som laserbehandling av materialer fordi de blir lettere absorbert når de stråler på visse materialer (som polymerer). Spesielle optiske komponenter kan kræves ved produksjonen av slike laserer og ved bruk av dem til opplysning, da standardtransmissive 10,6 μm-optiske komponenter kan ha for sterke refleksjoner.

Utgangs-effekt og effektivitet:

I de fleste tilfeller varierer den gjennomsnittlige utgangseffekten fra flere ti watt til flere kilowatt. Effektomsetningseffektiviteten er omtrent 10%-20%, som er høyere enn for de fleste gasslasere og lampepumpe solide stofflasere, men lavere enn for mange diodepumpe lasere. Grunnet sin høye utgangseffekt og lange emisjonsbølge, krever CO2-lasere høykvalitets infrarød optiske komponenter, som vanligvis består av materialer som selenidzink (ZnSe) eller sulfidzink (ZnS). CO2-lasere har høy effekt og høy drivspenning, noe som stiller alvorlige laser-sikkerhetsproblemer. Likevel er det relativt trygt for menneskeøyet ved lave intensiteter grunnet dets lange arbeidsbølge.

CO2-laser typer:

For laserstyrker som varierer fra noen watt til flere hundre watt, brukes vanligvis loddete rør eller strømveis-laserer, der både laserhulen og gassforsyningen befinner seg innenfor det loddete røret. Avfallende varme overføres til rørveggen gjennom diffusjon (hovedsakelig heliumens effekt) eller langsommelig gassstrøm. Denne typen laser har kompakt bygning, er robust og holdbar, og dets arbeidsliv kan enkelt nå tusenvis av timer eller enda lengre. På dette tidspunktet må metoden for kontinuerlig regenerering av gassen brukes, spesielt ved å katalysere omoxideringen av kuloxid for å motvirke fordampningen av karbondioksid. Strålekvaliteten kan være veldig høy. Høyeffekts diffusjonskjølet plattelaser plasserer gassen i mellomrommet mellom et par plan flatt vannkjølte RF-elektroder. Hvis avstanden mellom elektrodene er mindre enn bredden på elektrodene, vil overskytende varme bli effektivt overført til elektrodene gjennom diffusjon. For å hente ut energien effektivt, brukes vanligvis en ikke-stasjonær resonator, og utkopplingen skjer på den høyreflekterende siden. Ved rimelig strålekvalitet kan en utgangseffekt på flere kilowatt oppnås. Rask aksetilstrømlaser og rask tversstrømlaser er også egnet for kontinuerlig bølgeutgangseffekt på flere kilowatt med høy strålekvalitet. Overskytende varme fjernes av den raskt flytende blandetgassen, som deretter genbrukes etter å ha passert en ekstern kjøler (varmeskifter). Den blandede gassen kan kontinuerlig regenereres og erstattes til tider. Tverstrømlaser kan oppnå den høyeste utgangseffekten, men strålekvaliteten er vanligvis lav.

Trykket på den lateral eksiterte atmosfæriske laseren er veldig høyt (om lag en atmosfære). Fordi spenningen som kreves for longitudinell avledning er for høy, må en serie elektroder inne i røret brukes til transversal eksitasjon. Denne laseren fungerer kun i pulsjmodus fordi gassavledningen er ustabil under høy spenning. Deres gjennomsnittlige utgangs effekt er vanligvis mindre enn 100 watt, men de kan også nå flere ti-tusen watt (kombinert med en høy puls gjentakelsesrate).
Fastlasere er lasere basert på faststoffsforsterkningsmedier (slik som krisaller eller glas doppet med sjeldne jordarter eller overgangermetallioner), som kan generere utgangsstrøm mellom flere milliwatt og flere kilowatt. Mange fastlasere bruker blitser eller bue-lamper for lyspumping. Disse pumpelene er relativt billige og kan tilby veldig høy effekt, men effektiviteten deres er ganske lav, levetiden er gjennomsnittlig, og det finnes sterke varmelens-effekter i forsterkningsmediumet. Laserdioder brukes vanligvis til å pumpe fastlasere, og disse laser-pumpe-de fastlasere (DPSS-lasere, også kjent som fullstedsfastlasere) har mange fordeler, som kompakt installasjon, lang levetid og fremragende strålekvalitet. Dets arbeidsmodus kan være kontinuerlig bølge, det vil si at det kan generere kontinuerlig laserutgang, eller puls-type, det vil si at det kan produsere kortvarige høyeffekts-laserpulser.

Kullstofdioxidlaser, med deres unike bølgelengdefordeler og bred materialeanpassbarhet, har vist ubestridelig strategisk verdi i den globale industriell behandling, medisinsk estetikk og ny energifelt. Trots konkurransetrykk fra fiberlaser innen metalbehandling, holder CO2-laserteknologien likevel kjernekonkurransefordeler og bred innovasjonsrom i spesialområder som ikke-metallbehandling, høy-nøyaktig maling avfjerne og dypt hudbehandling.

For Jiangpin Technology bør det utnytte de historiske mulighetene som kommer med oppgraderingen av Kinas produksjonsnæringsliv og den globale energiovergången, og fokusere på tre hovedretninger: gjennombrudd i høyeffektstabilitet (slik å håndtere "temperaturkjølingseffekten"), utvikling av spesialiserte scenarier (behandling av nytt energianlegg) og tilpassede løsninger for små og mellemstore bedrifter. Ved å bygge et samarbeidsinnovasjonssystem av «næringsliv-universitet-forskning-applikasjon» og integrere seg i det regionale industriklusterøkosystemet, forventes det at Jiangpin Technology vil oppnå en strategisk transformasjon fra teknologifølger til innovasjonsleder under den kritiske perioden av teknologirevolusjon og markedsgjenoppbygging av CO2-laser.