Bir karbon dioksit laseri nedir

Üretim endüstrisinin dönüşüm ve yükseltme sürecindeki kritik dönemde, Jiangpin Technology karbon dioksit laseri stratejik gelişim yönü olarak seçmiştir. Bu, sadece olağanüstü mevcut pazar boyutu ve büyüme oranı nedeniyle değil, aynı zamanda gelecek üretime yönelik hassasiyet, esneklik ve yeşillik gibi temel eğilimlerle uyumlu çünkü. Özellikle Çin'in "üretim devi"den "üretim gücü"ne dönüşüm sürecinde, yüksek hassasiyetli ve ileri düzeydeki lazer işleme ekipmanlarının bağımsız kontrolü, sanayi zincirinin güvenliğini sağlamak için bir anahtar halka haline gelmiştir. Şimdi beraber karbon dioksit lazerine bir göz atalım:

Çalışma prensibi:

Karbon dioksit molekülleri doğrudan yüksek enerji seviyelerine geçişte uyandırılabilir olsa da, birçok araştırmacı azot moleküllerinin rezonanslı enerji transferi işleminin en etkili olduğunu kanıtlamıştır. Azot molekülleri, metasta bil vüibrasyon enerjisi seviyelerine elektrik ile uyandırılır ve karbon dioksit molekülleriyle çarpıştığında bu enerjiyi onlara aktarır. Daha sonra, uyandırılmış karbon dioksit molekülleri çoğunlukla lazer geçişlerinde yer alır. Helium, lazerdeki düşük-enerji parçacıklarının sayısını azaltabilir ve aynı zamanda ısıyı taşıyabilir. Diğer bileşenler, örneğin hidrojen veya su buharı, salınım sırasında oluşan karbon monoksit (CO)'ün yeniden oksijenle birleşerek karbon dioksite dönüşmesine yardımcı olabilir.

CO2 lazerleri genellikle 10.6 μm dalga boyunda ışım yapabilme yeteneğindedir, ancak 9-11 μm bölgesinde (özellikle 9.6 μm) başka birkaç düzine lazer spektral çizgisi bulunmaktadır. Bu, karbon dioksit moleküllerinin iki farklı titreşim gücü'nin düşük enerji seviyeleri olarak kullanılabilir olmasıdır ve her bir titreşim gücü, birçok rotasyonel güçle eşleştiğinden dolayı birçok alt-enerji seviyesi oluşturulur. Çoğu ticari CO2 lazer standart 10.6 μm dalga boyunu ışıtır, ancak bazı cihazlar diğer dalga boyları için (örneğin 10.25 μm veya 9.3 μm) özel optimize edilmiştir ve bu cihazlar belirli uygulamalar için daha uygun olabilir (örneğin polimerler gibi belirli malzemeleri ıslatmakta daha kolay emilir). Böyle lazerler üretilirken ve aydınlatma amacıyla kullanılırken özel optik bileşenler gerekebilir, çünkü standart 10.6 μm transmisif optik bileşenler aşırı güçlü yansıma göstermektedir.

Çıkış gücü ve verimlilik:

Çoğu durumda, ortalama çıkış gücü onlar watttan birkaç kilowata kadar değişir. Güç dönüşüm verimliliği %10-%20 civarındadır; bu, çoğu gaz lazeri ve lamba ile pompalı katı hal lazerlerinden daha yüksektir, ancak birçok diode ile pompalı lazerden daha düşüktür. Yüksek çıkış gücü ve uzun emisyon dalga boyu nedeniyle, CO2 lazerleri genellikle çinko selenit (ZnSe) veya çinko kükürt (ZnS) gibi malzemelerden yapılmış yüksek kaliteLI kızılötesi optik bileşenler gerektirir. CO2 lazerleri yüksek güç ve yüksek sürüş gerilimi taşır, bu da ciddi lazer güvenliği sorunları ortaya çıkarır. Ancak, uzun çalışma dalga boyu nedeniyle, düşük yoğunluklarda insan gözü için göreli olarak güvenlidir.

CO2 lazer türleri:

Lazer gücü birkaç watttan birkaç yüz watte kadar değişen uygulamalar için, genellikle hem lazer boşluğu hem de gaz kaynağı mühürlanmış tüpte bulunan mühürlanmış tüpler veya akışsız lazerler kullanılır. Atık ısı, difüzyon yoluyla (ana olarak helyum etkisi) veya yavaş gaz akımı vasıtasıyla boru duvarına aktarılır. Bu tür bir lazer yapı itibarıyla kompakt, dayanıklı ve uzun ömürlüdür ve çalışma ömrü kolayca binlerce saat veya daha fazla sürebilir. Bu noktada, sürekli gaz yenileme yöntemine başvurulması gerekir, özellikle karbon monoksitin yeniden oksidasyonunu kataliz ederek karbon dioksitin ayrışmasını karşılamak için. Işın kalitesi çok yüksek olabilir. Yüksek güçli difüzyon-soğutmalı plaka lazerleri, gazı su ile soğutulan RF elektrotlarının düz bir çift arasındaki boşluğa yerleştirir. Eğer elektrot aralığı elektrot genişliğinden küçükse, fazla ısı etkili bir şekilde difüzyon yoluyla elektrotlara aktarılır. Enerjiyi verimli bir şekilde çıkarmak için genellikle sabit durum dışı bir rezonatör kullanılır ve çıktı Koppliği yüksek yansıyan tarafda yapılır. Akıllı ışın kalitesiyle birkaç kilovattlık çıkış gücü elde edilebilir. Hızlı eksenel akış lazerleri ve hızlı çapraz akış lazerleri de birkaç kilovattlık sürekli dalga çıkış gücü ve yüksek ışın kalitesi için uygunlardır. Fazla ısı, hızlı akan karışık gaz tarafından taşınıp dış bir soğutucu (ısı değiştirici) üzerinden geçirildikten sonra yeniden kullanılabilir hale getirilir. Karışık gaz sürekli yenileyebilir ve zaman zaman değiştirilebilir. Çapraz akış lazerleri en yüksek çıkış gücünü sağlayabilir, ancak ışın kalitesi genellikle düşüktür.

Yanlış olarak harekete geçirilen atmosferik lazerin basıncı çok yüksektir (yaklaşık olarak bir atmosfer). Uzunluk yönündeki boşalma için gereken gerilim çok yüksek olduğundan, boru içindeki bir dizi elektrot kullanılarak yatay uyandırma gerçekleştirilir. Bu lazer yalnızca pulslı modda çalışır çünkü gaz boşalımı yüksek gerilim altında istemsizdir. Ortalama çıktı gücü genellikle 100 wattın altındadır, ancak yüksek pulse tekrarlanma oranı ile birleştirildiğinde birkaç on bin watt'a kadar ulaşabilirler.
Katı hal lasersı, nadir toprak veya geçiş metali iyonlarıyla karıştırılmış kristaller veya camlar gibi katı hal kazan ortamları temel alan laserlardır ve bu tür laserek birkaç milivat'tan birkaç kilovat'a kadar değişen çıktı güce sahip olabilir. Birçok katı hal laseri ışık pompalamak için flaş lambaları veya yay lambaları kullanır. Bu pompa kaynakları nispeten ucuzdur ve çok yüksek güce sahiptir, ancak verimleri oldukça düşüktür, ömürleri ortaladır ve kazan ortamında güçlü termal etkiler vardır, örneğin termal mercek etkisi. Laser dizileri genellikle katı hal laserpompalama için kullanılır ve bu şekilde pompalanmış katı hal laserleri (DPSS laserleri, aynı zamanda tüm-katı-hal laserleri olarak da bilinir) birçok avantaja sahiptir: kompakt montaj, uzun ömür ve mükemmel ışın kalitesi. Çalışma modu sürekli dalga olabilir, yani sürekli lazer çıkışı üretebilir veya pulsatör tipte olabilir, yani kısa süreli yüksek güçte lazer pülleri oluşturabilir.

Karbon dioksit lazerleri, benzersiz dalga boyu avantajları ve geniş malzeme uyumluluğu ile küresel endüstriyel işleme, tıbbi estetik ve yenilenebilir enerji alanlarında değiştirilemez stratejik bir değere sahip oldular. Metal işleme alanında lif lazerlerinden gelen rekabet baskısı rağmen, karbon dioksit lazer teknolojisi hala metalişlem gibi uzman alanlarda çekirdek rekabet avantajlarına ve geniş yaratıcılık alanına sahiptir.

Jiangpin Technology için, Çin'in imalat sanayi yapısının yükseltmesi ve küresel enerji geçişinin sunduğu tarihi fırsatları yakalamalı ve üç ana yöne odaklanmalıdır: yüksek güce dayalı istikrar konusundaki atılımlar (örneğin "sıcaklık söndürme" etkisinin ele alınması), uzmanlaşmış senaryoların geliştirilmesi (yeni enerji ekipmanlarının işleme edilmesi) ve küçük ve orta ölçekli işletmelere yönelik özelleştirilmiş çözümler. "Sanayi-üniversite-araştırma-uygulama" işbirlikli yenilik sistemini kurarak ve bölgesel sanayi küme ekosistemine entegre olarak, Jiangpin Technology, karbon dioksit lazerlerinin teknolojik devrimi ve pazar yeniden yapılandırmasının kritik döneminde bir teknoloji izleyicisinden yenilikçi bir liderliğe stratejik bir dönüşüm gerçekleştirmesi beklenmektedir.