Neden Silindir Şapka/Düz Üstü Lazer Işını Kullanmalı?

Lazer ışınlarının çoğu Gauss'tur, ancak bazı durumlarda Gauss olmayan bir ışınım profiline sahip olmak faydalı olabilir. Bir Gauss ışınının simetrik ışınım dağılımı, lazer ışını kesitinin merkezinden uzaklaştıkça azalır. Düz tepeli veya şapkalı kirişler, lazer ışınının enine kesiti boyunca sabit bir ışınım dağılımına sahiptir (Şekil 1). Belirli bir alan üzerinde sabit yoğunluktan yararlanan bazı uygulamalar, yarı iletken levhaların işlenmesini, yüksek güç seviyelerinde doğrusal olmayan frekans dönüştürmeyi ve malzeme işlemeyi içerir. Düz tepeli kirişler tipik olarak Gauss kirişlerinden daha keskin kesimler ve daha keskin kenarlar gibi daha doğru ve öngörülebilir sonuçlar üretir, ancak ek sistem karmaşıklığı ve maliyeti getirirler.

Şekil 1: Gauss ışınları, enerjiyi hem uygulama için gereken eşikten daha yüksek olan gereksiz enerji hem de gauss ışınının dış kısımlarında eşikten daha düşük enerji ile boşa harcar. Silindir şapka/düz üst kirişler, boşa harcanan enerjiyi en aza indirirken eşiği aşmaları açısından daha verimlidir.

 

 

Gauss ışınları
Yüksek kaliteli tek modlu lazerler, düşük dereceli bir gauss ışınım dağılımı, TEM00 modu üretir. Silindir şapka/düz tepe lazer ışınıyla aynı ortalama optik güce sahip bir gauss ışını, silindir şapka/düz tepe lazer ışınının iki katı tepe enerji yoğunluğuna sahiptir (şekil 2). Gauss ışını, dönüşüm altında sabit kalır; bu nedenle, ışın sistem boyunca yayıldıkça, ışın profili, ışın boyutu değişse bile gauss dağılımlı olarak kalır. Bunun nedeni, bir gauss fonksiyonunun fourier dönüşümünün başka bir gauss fonksiyonu olmasıdır. Işık sonsuza yayılarak veya mükemmel bir mercek aracılığıyla odaklanarak fourier dönüşümüne uğrar. TEM00 gibi lazer modları hakkında daha fazla bilgi edinmek için lazer rezonatör modu uygulama notumuzu ziyaret edin.

Şekil 2: Aynı optik güçteki Gauss ve düz üst ışınlar, Gauss ışınının tepe yoğunluğunun düz üst ışının iki katı olduğunu gösterir.

Gaussian lazerler, diğer lazerlere göre daha yaygın ve uygun maliyetlidir, ancak "kanatları" veya ışının kullanılabilir merkezinden uzanan düşük yoğunluklu bölgeleri gibi çeşitli dezavantajları vardır. Bir Gauss ışınının kanatlarının yoğunluğu, uygulama için gerekli eşiğin altındaysa, bu genellikle enerjinin boşa harcanmasına neden olur (Şekil 1). Ayrıca çevredeki alana zarar verir ve ısıdan etkilenen bölgeyi genişleterek lazer cerrahisi ve hassas malzeme işleme gibi uygulamalarda zararlı olabilir. Gauss ışını ile ince detayların kesilmesi veya şekillendirilmesi, kirişin ısıdan etkilenen daha geniş bölgesi nedeniyle silindir şapka/düz tepe kirişinden daha az hassasiyetle sonuçlanır ve bu tür uygulamalar için silindir şapka/düz tepe kirişlerini daha iyi bir seçim haline getirir.

 

 

şapka/Düz Üst Kirişler

Gerçek bir kirişin ideal bir düz üst kirişe ne kadar yakın olduğunu değerlendirmenin bir yolu düzlük faktörüdür (F_η). Bu, açıklanan şekilde ortalama ışınım değerinin maksimum ışınım değerine bölünmesiyle belirlenir.

 

Fη=Ortalama Işınım / Maksimum Işınım

 

Silindir şapka/düz üst kirişlerde kanatların ve daha dik kenar geçişlerinin olmaması, daha verimli enerji aktarımına ve ısıdan etkilenen bölgenin azalmasına olanak tanır. Bu, yüksek doğruluğun ve çevredeki alana verilen zararın en aza indirilmesinin bir öncelik olduğu çok çeşitli uygulamalar için faydalıdır. Lazerle indüklenen hasar eşiği (LIDT) testi gibi metroloji uygulamalarında, silindir şapka/düz üst ışının düzgün ve iyi tanımlanmış profili, ölçüm belirsizliğini ve istatistiksel varyansı azaltır.

 

Silindir şapka/düz üst ışınlar, Gauss ışınları kadar uygun maliyetli değildir çünkü lazer çıkışını bir silindir şapka/düz üst ışına dönüştürmek için ek bir ışın şekillendirme bileşeni gerekir (Şekil 3). Bu ışın şekillendirme bileşeni, lazer kaynağının içine yerleştirilebilir veya lazerin dışına yerleştirilebilir. Bu ek ışın şekillendiriciler, xy hizalamasına duyarlıdır ve giriş ışın çapına bağlıdır. Silindir şapka/düz tepeli lazer ışını dönüşüm altında sabit kalmaz. Bu nedenle, gelen üst şapka/düz üst kirişin kiriş profili, kiriş yayılırken doğal olarak korunmaz. Silindir şapka/düz tavan fonksiyonunun Fourier dönüşümü bir Havadar nokta fonksiyonudur; bu, silindir şapka/düz tepe kirişinin sonunda bir Havadar noktaya dönüşeceği anlamına gelir.

Şekil 3: Gauss dağılımı ile düz tepe dağılımı arasında dönüşüm yapan bir kiriş profilinin animasyonu.

 

 

High-hat/flat-hat lazer ışınlarının kullanımı, çeşitli endüstriyel ve bilimsel uygulamalar için çeşitli avantajlar sunar. Tekdüze enerji dağılımı ve termal merceklemeyi ve nokta boyutunu azaltma yeteneği ile bu tür ışın, birçok farklı lazer işleminin hassasiyetini, tutarlılığını ve etkinliğini artırmaya yardımcı olabilir.

 

SDQY Laser, teknik gücü olan bir lazer temizleme makinesi fabrikasıdır. Müşterilere 200w, 300w, 500w top-hat/flat-top kirişler ve 100w 200w 300w 1000w Gauss ışınlı lazer temizleme makineleri dahil olmak üzere yüksek kaliteli, yüksek performanslı lazer temizleme ekipmanı sağlamak için profesyonel bir Ar-Ge ekibimiz var. Aynı zamanda, müşterilerin farklı ihtiyaçlarını karşılamak için müşteri ihtiyaçlarına göre özelleştirilmiş otomatik lazer temizleme çözümleri de sağlayabiliriz.

Gelecekteki gelişimde, "önce kalite, önce hizmet" ilkesini korumaya, ürün ve hizmetlerin kalitesini sürekli iyileştirmeye ve müşterilere daha iyi lazer temizleme çözümleri sunmaya devam edeceğiz. Bizimle iletişime geçmek ve birlikte daha iyi bir gelecek yaratmak için hayatın her kesiminden müşterilere hoş geldiniz!