Ano ang carbon dioxide laser

Sa panahon ng kritikal na pagbabago at upgrade sa industriya ng paggawa, pinili ng Jiangpin Technology ang carbon dioxide laser bilang direksyon ng estratetikong pag-unlad. Ito ay hindi lamang dahil sa natatanging laki ng market at growth rate ngayon, kundi dahil nakakaintindi ito sa pangunahing trend ng kinabukasan ng paggawa patungo sa presisyon, karagdagang tagumpay, at berdeng teknolohiya. Lalo na sa proseso ng pagsulong ng Tsina mula sa isang 'malaking manggagawa' patungo sa isang 'makapangyarihang manggagawa', ang independiyenteng kontrol ng mataas na presisyong at unang klase na laser processing equipment ay naging isang pangunahing ugnayan upang siguruhin ang seguridad ng industriyal na chain. Ngayon, tingnan natin ang carbon dioxide laser:

Prinsipyo ng pagtatrabaho:

Bagaman maaaring direkta ipakita ang mga molekula ng carbon dioxide sa mataas na antas ng enerhiya, maraming pag-aaral na nagpatunay na ang resonant energy transfer ng mga molekula ng nitrogen ay ang pinakamahusay. Kinikilabutan ng diskarge ang mga molekula ng nitrogen sa metastable vibrational energy levels at ipinapasa ang kinikilabot na enerhiya sa mga molekula ng carbon dioxide kapag bumabagsak sila sa kanila. Pagkatapos, ang mga kinikilabot na molekula ng carbon dioxide ang pangunahing sumasali sa laser transitions. Ang helium ay maaaring bawasan ang bilang ng mga partikulong may mababang enerhiya sa mga laser at dinadala rin nito ang init. Ang iba pang mga komponente, tulad ng hydrogen o water vapor, ay maaaring tumulong sa pagsasa-uling pag-oxidize ng carbon monoxide (CO, nabuo sa panahong may diskarge) sa carbon dioxide.

Ang mga laser na CO2 ay tipikong makakapag-emit ng haba-tala ng 10.6 μm, ngunit mayroong maraming iba pang mga spectral line ng laser sa rehiyon ng 9-11 μm (lalo na ang 9.6 μm). Ito dahil ang dalawang magkakaibang vibrational force ng mga molekula ng carbon dioxide ay maaaring gamitin bilang mababang antas ng enerhiya, at bawat vibrational force ay tumutugon sa malaking bilang ng mga rotational force, na nagbubuo ng maraming sub-energy levels. Karamihan sa mga komersyal na CO2 laser ay naiiwan sa standard na haba-tala ng 10.6um, ngunit mayroon ding ilang device na espesyal na optimisado para sa iba pang mga haba-tala (tulad ng 10.25um o 9.3um), at ang mga ito ay mas kahanga-hanga para sa mga tiyak na aplikasyon tulad ng pagproseso ng material gamit ang laser dahil mas madaling matanggap nila kapag iniradiyo ang mga tiyak na material (tulad ng polymers). Maaaring kinakailangan ang espesyal na mga optical component noong paggawa ng mga ganitong laser at paggamit nila para sa iluminasyon, dahil ang mga regular na transmissive na optical component na 10.6um ay maaaring magkaroon ng sobrang malakas na pagsisigla.

Kaputuran at Epektibidad:

Sa karamihan ng mga sitwasyon, ang pangkalahatang kaputuran ay nasa pagitan ng dalawang puwang hanggang ilang kilowatts. Ang epektibidad ng pagsasalin ng kaputuran ay halos 10%-20%, na mas mataas kaysa sa karamihan sa mga gas laser at lamp-pumped na solid-state laser, ngunit mas mababa kaysa sa maraming diode-pumped na laser. Dahil sa mataas na kaputurang output at mahabang emisyon na panula, kinakailangan ng CO2 laser ang mataas na kalidad na infrared optical components, na karaniwang ginawa mula sa mga materyales tulad ng zinc selenide (ZnSe) o zinc sulfide (ZnS). May mataas na kaputuran at mataas na drivings voltage ang CO2 laser, na nagiging sanhi ng malalim na laser safety isyu. Gayunpaman, dahil sa mahabang working wavelength, ito ay relatibong ligtas para sa mata ng tao sa mababang intensidad.

Mga uri ng CO2 laser:

Para sa laser na kapangyarihan na mula sa ilang watts hanggang sa maraming daang watts, karaniwang ginagamit ang mga sealed tube o flow-free lasers, kung saan nasa loob ng sealed tube ang parehong laser cavity at gas supply. Ang sobrang init ay ipinapada sa pipe wall sa pamamagitan ng pagkalat (pangunahing epekto ng helium) o mabagal na pag-uubos ng gas. Ang uri ng laser na ito ay kompakto sa anyo, matatag at tahimik, at maaaring maabot ang kanyang trabaho na buhay ang ilang libong oras o patuloy pa. Sa punto na ito, kinakailangan ang paraan ng tulad ng pagsisikat ng gas, lalo na sa pamamagitan ng pagkatali ng reaksyon ng carbon monoxide upang tugunan ang paghiwa ng carbon dioxide. Maaaring mabuti ang kalidad ng beam. Ang mataas na kapangyarihang diffusion-cooled slab lasers ay naglalagay ng gas sa espasyo sa pagitan ng isang paar ng planar na tubig-na-cooled RF electrodes. Kung mas maliit ang espasyo ng electrode kaysa sa lapad ng electrode, ang sobrang init ay maaaring epektibong ipapada sa mga electrode sa pamamagitan ng pagkalat. Upang makakuha ng enerhiya nang epektibo, karaniwang ginagamit ang hindi stedyong resonator, at ginagawa ang output coupling sa high-reflector side. Sa magandang kalidad ng beam, maaaring makamit ang ilang kilowatts ng output kapangyarihan. Ang mabilis na axial flow lasers at mabilis na cross-flow lasers ay pati ringkoponente para sa patuloy na wave output kapangyarihan ng ilang kilowatts at mataas na kalidad ng beam. Dinadala ang sobrang init ng mabilis na umuubos na mixed gas, na pagkatapos ay muli nang ginagamit para sa discharge pagdaraan sa isang panlabas na cooler (heat exchanger). Ang mixed gas ay maaaring tulad ng pagsisikat at palitan ng konting beses. Ang cross-flow lasers ay maaaring makamit ang pinakamataas na output kapangyarihan, ngunit karaniwan ang mababang kalidad ng beam.

Ang presyon ng lasyer na ipinagmumulan nang patalas ay sobrang mataas (halos isang atmospera). Dahil ang voltiyaheng kinakailangan para sa pagsisisid ng longhitudinal ay masyadong mataas, kailangan gamitin ang isang serye ng elektrodo sa loob ng tubo para sa transpormasyong pang-patay. Ang lasyer na ito ay tumutugon lamang sa mode ng pulso dahil ang pagdidischarge ng gas ay hindi makakamit sa ilalim ng mataas na voltiyaje. Ang kanilang pamamahayang output na kapangyarihan ay madalas ay mas mababa sa 100 watts, ngunit maaaring maabot din nila ang mga sampung kilowatts (kinakombina sa mataas na bilis ng pagpapulso).
Ang solid-state lasers ay mga laser na batay sa solid-state gain media (tulad ng mga crystal o glass na dinala ng rare earth o transition metal ions), na maaaring mag-ipon ng output power mula sa ilang milliwatts hanggang sa ilang kilowatts. Maraming solid-state lasers ang gumagamit ng flash lamps o arc lamps para sa light pumping. Ang mga pinagmulan ng pumping na ito ay katamtaman sa presyo at maaaring magbigay ng napakataas na kapangyarihan, ngunit ang kanilang efisiensiya ay medyo mababa, ang kanilang buhay ay pangkaraniwan lamang, at may malalaking thermical na epekto sa gain medium, tulad ng thermal lensing effect. Ang laser diodes ang pinaka-komun na ginagamit upang pump ang mga solid-state lasers, at ang mga ito na laser-pumped solid-state lasers (DPSS lasers, o kilala rin bilang lahat-solid-state lasers) ay may maraming benepisyo, tulad ng kompaktong instalasyon, mahabang buhay, at napakainit na beam quality. Ang mode ng trabaho nito ay maaaring continuous wave, na ibig sabihin ay maaaring mag-ipon ng patuloy na laser output, o pulse type, na ibig sabihin ay maaaring magbubuo ng maikling-oras na mataas na kapangyarihan ng laser pulses.

Ang mga laser ng carbon dioxide, kasama ang kanilang natatanging mga adyenda ng panahon at malawak na pagkakaugnay sa materiales, ay nagpatunay ng hindi maaaring palitan na estratehikong halaga sa pandaigdigang pagproseso ng industriya, medikal na estetika, at mga bagong enerhiya. Gayong may presyon ng kompetisyon mula sa mga fiber laser sa larangan ng pagproseso ng metal, ang teknolohiya ng carbon dioxide laser ay patuloy na nakukuha ng sentrong kompetitibong mga benepisyo at malawak na espasyo para sa pag-iiba sa espesyal na mga larangan tulad ng pagproseso ng di-metal, mataas na katumpakan na pagtanggal ng pintura, at malalim na pagtrato sa balat.

Para sa Jiangpin Technology, dapat tularan ang mga historikal na oportunidad na ipinapresenta ng pag-aasenso ng industriya ng paggawa sa Tsina at ng pagsasanay ng enerhiya sa buong daigdig, at mag-isip sa tatlong pangunahing direksyon: mga breaktrhough sa estabilidad ng mataas na kapangyarihan (tulad ng pag-solve sa epekto ng 'temperature quenching'), pag-unlad ng espesyal na senaryo (pagproseso ng kagamitan para sa bagong enerhiya), at pribadong solusyon para sa mga maliit at katamtaman na sikat na negosyo. Sa pamamagitan ng pagsulong ng isang kolaboratibong sistema ng 'industriya-unibersidad-pagsisiyasat-apatikasyon' at pag-integrah sa ekosistema ng klaster ng lokal na industriya, inaasahan na matutupad ng Jiangpin Technology ang estratehikong transformasyon mula sa tagasunod ng teknolohiya patungo sa lider ng pagsisikap sa panahon ng kritikal na rebolusyon ng teknolohiya at pagbabago ng merkado ng carbon dioxide laser.