X'inhu Lejżers Semikondutturi Blu ta 'Qawwa Għolja?

Il-Luminożità u Lejżers Semikondutturi Blu ta 'Qawwa Għoljaqed jitjiebu kontinwament għal limiti ġodda, li se jwasslu wkoll għal aktar applikazzjonijiet usa'. Minbarra l-ipproċessar effiċjenti tal-materjal tal-metall, lejżers semikondutturi blu jistennew applikazzjonijiet trans-settorjali, b'mod partikolari s-settur tal-inġinerija mekkanika se jippermetti l-ipproċessar tal-materjal tal-lejżer b'dawl blu taħt l-ilma. Għall-manifattura, dan naturalment huwa vantaġġ kbir. Barra minn hekk, l-industrija tad-dawl tista 'wkoll tuża teknoloġija tad-dawl ta' kwalità għolja bbażata fuq lasers semikondutturi blu.

1. Limitazzjonijiet ta 'lejżers ta' qawwa għolja f'tul ta 'mewġ qrib infrared

Matul l-aħħar ftit għexieren ta 'snin, lejżers CW ta' qawwa għolja saru għodda komuni fil-manifattura moderna, li jkopru applikazzjonijiet bħall-iwweldjar, kisi, trattament tal-wiċċ, ebusija, ibbrejżjar, qtugħ, stampar 3D u manifattura addittiva. L-ewwel quċċata ta 'żvilupp tat-teknoloġija tal-laser kontinwu ta' qawwa għolja deher qabel l-2000, meta ġew żviluppati laser ta 'dijossidu tal-karbonju (CO2) ta' wavelength ta 'qawwa għolja ta' 10.6µm u laser ta 'stat solidu Nd:YAG ippumpjat b'semikonduttur ta' 1064nm qrib infra-aħmar. Madankollu, minħabba l-wavelength tiegħu, il-lejżers tad-dijossidu tal-karbonju huma diffiċli biex jittrasmettu permezz ta 'fibri ottiċi, li joħloq ċerti diffikultajiet għal applikazzjonijiet industrijali; filwaqt li l-lejżers fi stat solidu huma limitati mill-luminożità u l-kapaċitajiet ta 'amplifikazzjoni tal-qawwa. Wara l-2000, lejżers tal-fibra industrijali ta 'qawwa għolja bdew joħorġu bħala soluzzjonijiet għal lejżers ta' luminożità għolja u ta 'qawwa għolja li jistgħu jitwasslu permezz ta' fibri ottiċi. Illum, il-lejżers tal-fibra ħadu post il-lejżers tas-CO2 fil-maġġoranza l-kbira tal-applikazzjonijiet u ntużaw b'mod effettiv f'ħafna applikazzjonijiet tal-ipproċessar industrijali. Speċjalment f'dawn l-aħħar snin, saret il-forza ewlenija tal-lejżers industrijali, bħall-iwweldjar u l-qtugħ bil-lejżer, li għandha veloċità, effiċjenza u affidabilità ogħla minn lasers tad-dijossidu tal-karbonju.

Madankollu, dawn il-lejżers tal-fibra CW ta 'qawwa għolja tipikament joperaw f'tul ta' mewġ tal-infrared qrib (NIR), fi żmien 1 µm, li huwa tajjeb għal ħafna applikazzjonijiet. Pereżempju, huwa adattat għall-ipproċessar tal-azzar b'rata ta 'assorbiment ta' aktar minn 50 fil-mija, iżda huwa limitat minħabba li xi metalli jirriflettu 90 fil-mija jew aktar tar-radjazzjoni tal-lejżer qrib infra-aħmar inċident fuq l-uċuħ tagħhom. Speċjalment l-iwweldjar ta 'metalli sofor bħar-ram u deheb b'lejżers qrib infra-aħmar, minħabba r-rata baxxa ta' assorbiment, dan ifisser li hija meħtieġa ħafna qawwa tal-lejżer biex tibda l-proċess tal-iwweldjar. Ġeneralment hemm żewġ proċessi ta 'wweldjar bil-lejżer: iwweldjar bil-mod ta' konduzzjoni (fejn il-materjal huwa sempliċiment imdewweb u reflowed) u iwweldjar bil-mod ta 'penetrazzjoni profonda (fejn il-lejżer jifvaporizza l-metall u l-pressjoni tal-fwar tifforma kavità jew toqba tas-saqaf). L-iwweldjar bil-mod ta 'penetrazzjoni profonda jirriżulta f'raġġ tal-laser assorbit ħafna minħabba l-interazzjonijiet multipli li r-raġġ tal-lejżer għandu mal-metall u l-fwar tal-metall hekk kif jivvjaġġa permezz tal-materjal. Madankollu, l-attwazzjoni tal-keyhole b'lejżer qrib infra-aħmar teħtieġ intensità konsiderevoli tal-laser inċidentali, speċjalment jekk il-materjal li jkun iwweldjat ikun jirrifletti ħafna. U ladarba l-keyhole tiġi ffurmata, ir-rata ta 'assorbiment se tiżdied drastikament, u l-pressjoni għolja tal-fwar tal-metall ġġenerata mill-laser ta' qawwa għolja qrib infra-aħmar fil-pool imdewweb se tikkawża spatter u porożità, għalhekk il-qawwa tal-laser jew il-veloċità tal-iwweldjar jeħtieġ li tkun ikkontrollat ​​bir-reqqa biex jipprevjeni Spatter eċċessiv jiġi ejected mill-weldjatura. Fwar tal-metall u "bżieżaq" fil-gass tal-proċess jistgħu wkoll jinqabdu hekk kif il-pool imdewweb jissolidifika, u joħloq porożità fil-ġonta tal-weldjatura. Tali porożità ddgħajjef is-saħħa tal-weldjatura u żżid ir-reżistenza tal-ġonta, li tirriżulta f'ġonta wweldjata ta 'kwalità aktar baxxa. Għalhekk, il-lejżers NIR huma ta 'sfida ħafna biex jipproċessaw materjali bħar-ram<5% absorption at 1 µm. In order to process these high-reflectivity materials better, methods such as increasing the laser absorption rate of the material by generating plasma on the processed material have been adopted. However, because these methods limit material processing to deep penetration processes, conduction mode welding cannot be used for thin materials, and there are inherent risks of sputtering and controlled energy deposition. Therefore, existing 1 µm laser systems have their limitations when processing highly reflective materials such as non-ferrous metals, as well as in underwater applications.

Sabiex jiġu żviluppati dawn l-applikazzjonijiet ikkontrollati bil-lejżer qrib l-infra-aħmar, in-nies għandhom iwettqu riċerka dwar sorsi ġodda tad-dawl tal-lejżer. Barra minn hekk, sabiex jitnaqqsu l-gassijiet serra, vetturi tal-enerġija ġodda qed jissostitwixxu magni tal-gażolina u magni tal-kombustjoni interna b'magni elettriċi. L-ammont kbir ta 'ram użat fil-kostruzzjoni ta' muturi elettriċi, speċjalment batteriji tal-enerġija, ħoloq domanda kbira għal soluzzjonijiet affidabbli għall-ipproċessar tar-ram, filwaqt li f'sistemi oħra ta 'enerġija rinnovabbli bħal turbini tar-riħ, hemm firxa ugwalment wiesgħa ta' applikazzjonijiet.

2. It-twelid tal-laser blu ta 'qawwa għolja

L-iżvilupp tat-teknoloġija tal-laser industrijali dejjem ġie żviluppat tul il-pjan direzzjonali tat-teknoloġija tal-produzzjoni u rekwiżiti soċjali ġodda. Fl-aħħar 60 sena, mill-ekonomija diġitali u s-soċjetà, għall-enerġija sostenibbli, għal ħajja b'saħħitha, it-teknoloġija tal-laser għamlet kontributi kbar biex issolvi kompiti importanti fil-futur tal-umanità. Illum, it-teknoloġija tal-laser hija parti integrali minn ħafna oqsma ewlenin tal-ekonomija tagħna, mit-teknoloġija tal-produzzjoni għall-inġinerija tal-karozzi, teknoloġija medika, kejl u teknoloġija ambjentali, u teknoloġija tal-informazzjoni u tal-komunikazzjoni. Hekk kif it-teknoloġija tal-ipproċessar tal-metall tkompli tavvanza u r-rekwiżiti tal-utent ikomplu jiżdiedu, il-lejżers jeħtieġu innovazzjonijiet f'termini ta 'kost u effiċjenza tal-enerġija kif ukoll prestazzjoni tas-sistema tal-laser. Id-domanda tas-suq għall-ipproċessar effiċjenti ta 'metalli li jirriflettu ħafna stimulat l-iżvilupp ta' teknoloġija tal-lejżer blu ta 'qawwa għolja, li żgur tiftaħ il-bieb għal teknoloġiji ġodda fl-ipproċessar tal-metall.

Għal metalli mhux tal-ħadid, l-assorbiment tagħhom tal-enerġija tad-dawl jiżdied hekk kif il-wavelength tad-dawl jonqos. Pereżempju, l-assorbiment tad-dawl tar-ram f'tul ta 'mewġ taħt il-500nm se jiżdied b'mill-inqas 50 fil-mija meta mqabbel mad-dawl infra-aħmar, għalhekk wavelengths qosra tad-dawl huma aktar adattati għall-ipproċessar tar-ram. Il-problema hija li l-iżvilupp ta 'lejżers b'tul ta' mewġ qasir u ta 'qawwa għolja għal dawn l-applikazzjonijiet industrijali huwa diffiċli; ftit għażliet ta 'qawwa għolja huma disponibbli, u anke dawk li jeżistu huma għaljin u ineffiċjenti. Pereżempju, hemm xi sorsi tal-laser fi stat solidu fis-suq ibbażati fuq l-irduppjar tal-frekwenza li jistgħu jintużaw f'din il-medda ta 'wavelength, li jipproduċu dawl tal-lejżer f'wavelengths ta' 515nm u 532nm (spettru aħdar). Madankollu, dawn is-sorsi tal-lejżer jiddependu fuq il-kristalli ottiċi mhux lineari tagħhom biex jikkonvertu l-enerġija tal-laser tal-pompa għall-enerġija tal-wavelength fil-mira. Il-proċess ta 'konverżjoni jirriżulta f'telf ta' enerġija għolja, u l-lejżer jeħtieġ sistemi ta 'tkessiħ kumplessi u setups ottiċi kumplessi.

Sabiex tilqa 'din l-isfida, in-nies ipoġġu l-attenzjoni tagħhom fuq lejżers semikondutturi blu. Wieħed huwa għaliex Blu-ray għandu l-proprjetajiet speċifiċi tiegħu. Materjali tal-metall ta 'riflettività għolja għandhom rata għolja ta' assorbiment ta 'dawl blu, li jfisser li d-dawl blu għandu vantaġġ kbir fl-ipproċessar tal-metall ta' materjali li jirriflettu ħafna (bħar-ram, eċċ.). Kif muri fil-Figura 1, l-assorbiment tad-dawl blu mir-ram huwa aktar minn 13 × (13-il darba) ogħla minn dak tad-dawl infra-aħmar. Barra minn hekk, ir-rata ta 'assorbiment ma tinbidilx ħafna meta r-ram jiġi mdewweb. Ladarba l-lejżer blu jibda l-iwweldjar, l-istess densità ta 'enerġija se żżomm l-iwweldjar għaddej. L-iwweldjar bil-lejżer Blu-ray huwa intrinsikament ikkontrollat ​​tajjeb u inqas difettuż, u r-riżultat huwa weldjaturi brazed veloċi u ta 'kwalità għolja. Fl-istess ħin, id-dawl blu huwa inqas assorbit fl-ilma baħar, għalhekk għandu distanza ta 'trażmissjoni itwal, li jagħmilha possibbli li jiġi żviluppat il-qasam tal-ipproċessar tal-materjal tal-laser taħt l-ilma. Barra minn hekk, id-dawl blu huwa relattivament faċli biex jikkonverti għal dawl abjad, għalhekk floodlights u applikazzjonijiet oħra tad-dawl jistgħu jiġu implimentati b'mod kompatt ħafna bl-użu ta 'lejżers blu. It-tieni hija li lejżers semikondutturi bbażati fuq materjali tan-nitrur tal-gallju jistgħu jiġġeneraw direttament dawl tal-lejżer b'wavelength ta '450nm mingħajr aktar irduppjar tal-frekwenza, sabiex ikollhom effiċjenza ogħla ta' konverżjoni tal-enerġija.

Il-laser b'tul ta 'mewġ ta' 450nm huwa mistenni li jżid l-effiċjenza tal-ipproċessar tal-materjali tar-ram bi kważi 20 darba meta mqabbel mal-tul ta 'mewġ ta' 1µm. Meta mqabbel ma 'proċessi tradizzjonali ta' wweldjar bil-lejżer qrib infra-aħmar, lejżers blu ta 'qawwa għolja għandhom vantaġġi kwantitattivi u kwalitattivi. Vantaġġi kwantitattivi: żieda fil-veloċitajiet tal-iwweldjar u tieqa ta 'proċess usa' jissarrfu direttament fi produttività aktar mgħaġġla u tnaqqis fil-ħin ta 'waqfien tal-produzzjoni. Vantaġġi kwalitattivi: latitudni tal-proċess akbar, weldjaturi ta 'kwalità għolja bla tixrid u porożità, kif ukoll saħħa mekkanika ogħla u reżistenza elettrika aktar baxxa. Il-konsistenza tal-kwalità tal-iwweldjar tista 'ttejjeb ħafna r-rendiment tal-produzzjoni. Barra minn hekk, il-lejżer blu jista 'wkoll iwettaq il-mod tal-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana, li mhuwiex possibbli bil-lejżer qrib infra-aħmar.

Dettalji ta 'kuntatt:

Jekk għandek xi ideat, tħossok liberu li tkellem magħna. Ma jimpurtax fejn il-klijenti tagħna u x'inhuma r-rekwiżiti tagħna, aħna se nsegwu l-għan tagħna li nipprovdu lill-klijenti tagħna kwalità għolja, prezzijiet baxxi, u l-aħjar servizz.