Виды Лазерной Резки
Для резки существует три основных типа лазеров. Это CO2, Nd-YAG (неодимовый иттриево-алюминиевый гранат) и волоконные лазеры. Они различаются по основному материалу, используемому для генерации лазерного луча. Узнайте подробнее о лазерной резке в источнике.
Лазеры на углекислом газе
Этот тип лазера имеет газоразрядную среду, заполненную 10-20% двуокисью углерода, 10-20% азотом, следовыми количествами водорода и ксенона, а также гелием. Лазерная накачка осуществляется не светом, а разрядным током.
Когда разряд проходит через среду освещения, молекулы азота возбуждаются до более высокого энергетического уровня. В отличие от ранее описанных, эти возбужденные молекулы азота не теряют энергию из-за излучения фотонов.
Вместо этого он передает энергию своих колебательных мод молекулам CO2. Этот процесс продолжается до тех пор, пока большинство молекул CO2 не перейдут в переходное состояние. Затем молекулы углекислого газа излучают инфракрасный свет при 10,6 мкм или 9,6 мкм, что приводит их к более низкому энергетическому уровню.
Резонансные зеркала предназначены для отражения испускаемых фотонов на этих длинах волн. Зеркало — это частичный отражатель, который позволяет испускать инфракрасный луч, используемый для резки материала.
После испускания инфракрасного света молекула CO2 возвращается в основное состояние, передавая оставшуюся энергию легированным атомам гелия. Затем холодные атомы гелия становятся очень горячими и охлаждаются системой охлаждения лазера. CO2-лазеры имеют КПД около 30%, что выше, чем у других лазеров.
Кристаллические (Рубиновые, Nd И Nd-YAG) Лазеры
В отличие от CO2-лазеров, этот тип лазера представляет собой твердотельный лазер, который использует синтетические кристаллы в качестве светоизлучающей среды. Наиболее распространенным является кристалл YAG (Y3Al5O12), легированный 1% ионизированного неодима (Nd3+).
Ионы Nd в этом кристалле заменяют ионы Y в кристаллической структуре. Стержни имеют примерно 10 см в длину и 6-9 см в диаметре. Концы стержней YAG отполированы и покрыты высокоотражающим материалом, который служит в качестве резонаторной системы.
Криптоновая вспышка или лазерный диод обеспечивают лазерную накачку. Эта лазерная накачка возбуждает ионы неодима до более высоких энергетических уровней. Через некоторое время возбужденные ионы неодима переходят в более низкое, более стабильное состояние, не испуская фотонов. Этот процесс продолжается до тех пор, пока среда не заполнится возбужденными ионами Nd. Из своего деградированного состояния ион Nd излучает инфракрасный свет с длиной волны 1064 нм.
Волоконные лазеры
Волоконные лазеры — это новая форма лазера, который излучает свет с использованием оптических волокон, а не газов (CO2-лазеры) или кристаллов (Nd-YAG-лазеры). Поскольку в нем используются оптические волокна, волоконные лазеры представляют собой твердотельные лазеры, которые работают аналогично кристаллическим лазерам.
Оптическое волокно легировано такими элементами, как эрбий и иттербий. Эрбий излучает свет в диапазоне от 1528 до 1620 нм. С другой стороны, иттербий излучает свет при 1030 нм, 1064 нм и 1080 нм.
Известно, что когда свет проходит через оптическое волокно, он остается внутри с минимальными потерями энергии. Это делает оптические волокна более стабильными, чем другие типы, требующие точного выравнивания.