Tin tức

Nói về nguồn gốc và sự phát triển của các thiết bị cắt laser kim loại

Nguồn sáng cần thiết cho truyền thông sợi quang phải là nguồn sáng được điều chế tốc độ cao để mang thông tin công suất lớn. Chẳng hạn như laser và đèn LED. Cái gọi là điều chế là thay đổi cường độ ánh sáng, v.v., theo thông tin được truyền đi, để mang thông tin.

Laser nguồn gốc và sự phát triển của các bộ phận

Nguồn sáng cần thiết cho truyền thông sợi quang phải là nguồn sáng được điều chế tốc độ cao để mang thông tin công suất lớn. Các tia laser và ống hồ quang. Cái gọi là "điều chế" là thay đổi cường độ ánh sáng, v.v., theo thông tin được truyền đi, để mang thông tin.

Năm 1960, Maimen đã phát minh ra máy cắt laser kim loại ruby. Sự khác biệt giữa laser và ánh sáng thông thường là tần số quang của laser rất đơn giản, với phổ vạch, được gọi là ánh sáng kết hợp trong quang học, và phù hợp nhất với nguồn sáng của truyền thông sợi quang. Tần số ánh sáng thông thường rất lộn xộn và nó chứa nhiều bước sóng. Tần số ánh sáng thông thường rất lộn xộn và nó chứa nhiều bước sóng. Đặc điểm của ánh sáng kết hợp là năng lượng ánh sáng tập trung và góc phân kỳ nhỏ, gần bằng ánh sáng song song. Sau khi phát minh ra laser ruby, nhiều loại laser khác nhau đã được sinh ra: laser khí, chẳng hạn như laser helium neon, laser trạng thái rắn, như laser garnet nhôm YAG yttri, laser hóa học, laser nhuộm. Trong số đó, laser bán dẫn thích hợp nhất cho nguồn sáng của truyền thông sợi quang. Kích thước nhỏ và hiệu quả cao, bước sóng của nó phù hợp với cửa sổ tổn hao thấp của sợi.

Đọc thêm:  cắt laser kim loại tại hcm - cắt laser kim loại hcm - cắt laser tại hcm - cắt laser hcm

 

Tuy nhiên, quy trình sản xuất máy cắt laser kim loại bán dẫn rất phức tạp và cần phải phát triển một cách điển hình năm lớp chất bán dẫn pha tạp trên vật liệu nền có độ tinh khiết và khuyết tật cực cao, sau đó chiếu sáng bằng ống quang có kích thước micron. Không có gì hơn thế. Vào cuối những năm 1970, một loại laser bán dẫn có tuổi thọ cao ở nhiệt độ phòng cuối cùng đã được sản xuất. Năm 1976, đường truyền thông cáp quang thực tế đầu tiên trên thế giới được thành lập tại Atlanta, Hoa Kỳ. Tại thời điểm này, laser bán dẫn chưa đi qua, và nguồn sáng là một ống phát sáng bán dẫn. Đầu những năm 1980, các sợi quang và laser đơn mode đã trưởng thành và sự vượt trội về khả năng truyền thông sợi quang dần dần được phát huy.

Ánh sáng phát ra từ máy cắt laser kim loại bán dẫn là tinh khiết, năng lượng tập trung và chùm tia rất mỏng. Nó có thể bắn thành sợi quang đơn mode với đường kính lõi chỉ 8 micron. Các hệ thống thông tin sợi quang tốc độ cao ngày nay sử dụng laser bán dẫn làm nguồn sáng.

Nói về nguồn gốc và sự phát triển của các thiết bị Laser

 

Nguyên lý chiếu sáng máy cắt laser kim loại bán dẫn

Cấu trúc laser bán dẫn đơn giản nhất được hiển thị trong Hình 1. Nó bao gồm 5 lớp chất bán dẫn với lớp hoạt động ở giữa được pha tạp với vật liệu hoạt động. Sau khi dòng điện được đưa vào hai điện cực, các electron trong nguyên tử của vật liệu hoạt động trong lớp hoạt động được kích thích từ trạng thái năng lượng thấp đến trạng thái năng lượng cao. Những electron năng lượng cao này phát ra ánh sáng khi chúng bị giảm từ trạng thái năng lượng cao xuống trạng thái năng lượng thấp, được gọi là phát xạ tự phát. Ánh sáng tự phát không phải là rất tinh khiết, tức là nó chứa một vạch quang phổ rộng hơn. Nếu ánh sáng bức xạ tự phát mạnh, ánh sáng bị phản xạ qua lại trong hai gương của chất bán dẫn. Trong quá trình này, đối với mỗi năng lượng ánh sáng có cùng pha, năng lượng được đặt chồng lên nhau và lớn hơn, đối với mỗi năng lượng ánh sáng có pha không nhất quán, năng lượng sẽ yếu đi và ngày càng nhỏ đi. Năng lượng được chuyển đổi thành năng lượng ánh sáng có bước sóng cụ thể theo khoang được hình thành bởi hai bề mặt gương của chất bán dẫn và tạo thành tia laser khi nó dao động. Các tia laser được tạo ra bởi cái gọi là bức xạ kích thích. Gương của chất bán dẫn mịn và mờ, và tia laser có thể được phát ra từ gương. Chức năng của lớp giam cầm là tập trung năng lượng ánh sáng trong lớp hoạt động để tăng hiệu quả. Bước sóng của ánh sáng phát ra từ laser bán dẫn phụ thuộc chủ yếu vào khoảng cách giữa vật liệu của chất bán dẫn và bề mặt gương.

Ứng dụng laser

Với hiệu suất tuyệt vời và giá thành thấp, laser đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực truyền thông sợi quang, cảm biến sợi quang, xử lý công nghiệp, y tế, quân sự, v.v.

Về mặt giao tiếp, các laser được cung cấp bởi laser trong các dải 1,30 micron và 1,55 micron là hai cửa sổ tổn thất thấp để liên lạc. Laser không chỉ tạo ra đầu ra laser liên tục mà còn cho phép tạo ra các xung quang cực ngắn của ps-fs, có ứng dụng tiềm năng rất lớn trong các hệ thống DWDM. Laser làm cho hệ thống thông tin liên lạc có tốc độ truyền cao hơn và khoảng cách truyền dài hơn, đóng vai trò không thể thay thế.

 thép ống đúc astm a106thép tấm sm490thép tấm s355j2thép tròn đặc scm440thép hộp vuông 100x100

Về mặt cảm biến, laser được sử dụng trong cảm biến sợi quang pha, bước sóng, cường độ và phân cực. Nhiệt độ và áp suất có thể được đo trong các giếng dầu hoặc khí đốt, có thể đo được sức căng ở đường, cầu và thân tàu, theo dõi sức khỏe chuyến bay trong cánh máy bay, và trong các ống thủy tinh sợi quang và cảm biến dòng điện.

Trong lĩnh vực công nghiệp, cắt laser kim loại đã đạt được những thành tựu to lớn trong việc xử lý và gia công vật liệu kim loại và phi kim loại, khắc laser, đánh dấu sản phẩm laser , hàn laser , làm sạch mối hàn, khoan chính xác và hình ảnh nghệ thuật laser.

Trong các ứng dụng y tế, laser đã được sử dụng rộng rãi do kích thước nhỏ, tính linh hoạt sợi tốt, chất lượng chùm tia tốt và không cần hệ thống làm mát. Laser sợi cho phép thời gian phẫu thuật ngắn hơn để cắt mô và quang hóa: đồng thời, tỷ lệ thành công của các bệnh nhãn khoa như keratoplasty, cận thị và viễn thị được cải thiện rất nhiều. Nó cũng đóng một vai trò quan trọng trong phẫu thuật thẩm mỹ, loại bỏ khối u, điều trị ung thư và các bệnh về da.

Trong quân đội, laser công suất cao được ưa chuộng vì độ sáng cao, diện tích chiếu sáng nhỏ và kích thước nhỏ. Là một vũ khí, nó có thể nhắm mục tiêu và tiêu diệt chính xác các mục tiêu. Nó cũng có ý nghĩa quan trọng trong việc định vị, phạm vi, viễn thám, hướng dẫn theo dõi, công nghệ cảm biến hệ thống nắp và công nghệ vũ trụ.

Đặc điểm laser

Laser sợi đã nhận được nhiều sự chú ý trong những năm gần đây và trở thành tâm điểm của nghiên cứu. Điều này là do nó có những ưu điểm mà các loại laser khác không thể sánh được, chủ yếu là:

(1) Chất lượng chùm tia tốt, với độ đơn sắc, hướng và độ ổn định rất tốt;

(2) Sợi quang vừa là môi trường khuếch đại laser vừa là môi trường dẫn hướng ánh sáng. Do đó, đèn bơm có hiệu suất cao, đường kính lõi nhỏ và mật độ năng lượng cao trong sợi quang. Laser sợi có thể dễ dàng kéo dài chiều dài khuếch đại. Để hấp thụ hoàn toàn ánh sáng của bơm, sao cho tổng hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành ánh sáng vượt quá 60%;

(3) Vật liệu ma trận là SiO 2 và có độ ổn định nhiệt độ tuyệt vời, trong khi cấu trúc hình trụ của sợi có tỷ lệ diện tích bề mặt cao, tản nhiệt nhanh và nhiệt độ môi trường được phép là -20- + 7000 C và tải nhiệt của chất làm việc của nó là Khá nhỏ, không cần hệ thống làm mát, có thể tạo ra độ sáng cao và công suất cực đại cao, lên tới 140 mw / cm2;

(4) Kích thước nhỏ, cấu trúc đơn giản, vật liệu làm việc là phương tiện linh hoạt, có thể được thiết kế khá nhỏ và linh hoạt, dễ sử dụng, dễ tích hợp và tiết kiệm chi phí;

(5) Là một sợi pha tạp của môi trường laser, các ion đất hiếm pha tạp có cấu trúc mức năng lượng cực kỳ phong phú, và sự chuyển đổi mức năng lượng bao gồm một phạm vi rộng từ tia cực tím sang hồng ngoại, và mức độ chuyển động của dao động laser có thể được nhận ra. Nó có thể được thiết kế và hoạt động trong một phạm vi phổ rộng (455 - 3500nm) và phổ huỳnh quang của sợi thủy tinh khá rộng. Có thể thu được laser sợi có thể điều chỉnh bằng cách chèn một bộ chọn bước sóng phù hợp, và phạm vi điều chỉnh lên đến 80nm.

(6) Quá trình sợi silicon hiện nay rất trưởng thành, do đó nó có thể tạo ra sợi có độ chính xác cao, độ hao hụt thấp, giúp giảm đáng kể chi phí của laser.

(7) Nó có khả năng tương thích tự nhiên và tương thích với sợi truyền thông thông thường về kích thước vật liệu và hình học, do đó dễ dàng thực hiện tích hợp sợi, với tổn thất thấp và dễ sử dụng.

(8) Nó có thể hoạt động trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt như va đập mạnh, độ rung cao và nhiệt độ cao.

Các tin khác