Mengapa Menggunakan Topi Atas/Rasuk Laser Atas Rata?

Kebanyakan pancaran laser adalah Gaussian, tetapi dalam beberapa kes ia mungkin berfaedah untuk mempunyai profil sinaran bukan Gaussian. Taburan sinaran simetri bagi rasuk Gaussian berkurangan apabila jarak dari pusat keratan rentas sinar laser bertambah. Rasuk atas rata atau atas topi mempunyai taburan sinaran malar merentasi keratan rentas sinar laser (Rajah 1). Beberapa aplikasi yang mendapat manfaat daripada keamatan berterusan di kawasan tertentu termasuk pemprosesan wafer semikonduktor, penukaran frekuensi tak linear pada tahap kuasa tinggi dan pemprosesan bahan. Rasuk atas rata biasanya menghasilkan hasil yang lebih tepat dan boleh diramal, seperti potongan yang lebih tajam dan tepi yang lebih tajam, daripada rasuk Gaussian, tetapi ia datang dengan kerumitan dan kos sistem tambahan.

Rajah 1: Rasuk Gaussian membuang tenaga melalui kedua-dua tenaga berlebihan yang lebih tinggi daripada ambang yang diperlukan untuk penggunaan dan tenaga yang lebih rendah daripada ambang di bahagian luar rasuk gaussian. Rasuk topi atas/atas rata adalah lebih cekap kerana ia melepasi ambang sambil meminimumkan tenaga terbuang.

 

 

Rasuk Gaussian
Laser mod tunggal berkualiti tinggi menghasilkan taburan sinaran gaussian tertib rendah, mod TEM00. Rasuk gaussian dengan kuasa optik purata yang sama seperti pancaran laser topi atas/atas rata mempunyai dua kali ganda ketumpatan tenaga puncak bagi pancaran laser topi atas/atas rata (rajah 2). Rasuk gaussian kekal malar di bawah penjelmaan; oleh itu, apabila rasuk merambat melalui sistem, profil rasuk kekal teragih gaussian walaupun saiz rasuk berubah. Ini kerana penjelmaan fourier bagi fungsi gaussian ialah satu lagi fungsi gaussian. Cahaya mengalami transformasi fourier dengan merambat ke infiniti atau dengan memfokus melalui kanta yang sempurna. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai mod laser seperti TEM00, lawati nota aplikasi mod resonator laser kami.

Rajah 2: Rasuk Gaussian dan atas rata pada kuasa optik yang sama, menunjukkan keamatan puncak rasuk Gaussian adalah dua kali ganda daripada rasuk atas rata.

Laser Gaussian lebih biasa dan menjimatkan kos berbanding laser lain, tetapi ia mempunyai beberapa kelemahan, seperti "sayap" atau kawasan berintensiti rendah yang menjangkau dari pusat rasuk yang boleh digunakan. Jika keamatan sayap pancaran Gaussian berada di bawah ambang yang diperlukan untuk penggunaan, ini biasanya mengakibatkan tenaga terbuang (Rajah 1). Ia juga menyebabkan kerosakan pada kawasan sekitar dan memanjangkan zon terjejas haba, yang boleh memudaratkan aplikasi seperti pembedahan laser dan pemprosesan bahan ketepatan. Memotong atau membentuk ciri halus dengan rasuk Gaussian menghasilkan ketepatan yang kurang berbanding dengan topi atas/rasuk atas rata disebabkan oleh zon rasuk yang terjejas haba yang lebih besar, menjadikan topi atas/rasuk atas rata pilihan yang lebih baik untuk aplikasi sedemikian.

 

 

Topi atas/Rasuk Atas Rata

Satu cara untuk menilai sejauh mana rasuk sebenar adalah dengan rasuk atas rata yang ideal adalah dengan faktor kerataan (F_η). Ini ditentukan dengan membahagikan nilai sinaran purata dengan nilai sinaran maksimum seperti yang diterangkan.

 

Fη=Janaran Purata / Sinaran Maksimum

 

Ketiadaan sayap dan peralihan tepi yang lebih curam dalam topi atas/rasuk atas rata membolehkan pemindahan tenaga yang lebih cekap dan zon terjejas haba yang berkurangan. Ini bermanfaat untuk pelbagai aplikasi di mana ketepatan yang tinggi dan meminimumkan kerosakan pada kawasan sekitar adalah keutamaan. Dalam aplikasi metrologi seperti ujian ambang kerosakan akibat laser (LIDT), profil seragam dan jelas bagi topi atas/rasuk atas rata mengurangkan ketidakpastian pengukuran dan varians statistik.

 

Topi atas/rasuk atas rata tidak kos efektif seperti rasuk Gaussian kerana komponen membentuk rasuk tambahan diperlukan untuk menukar output laser kepada topi atas/rasuk atas rata (Rajah 3). Komponen pembentuk rasuk ini boleh dibina ke dalam sumber laser atau diletakkan di luar laser. Pembentuk rasuk tambahan ini sensitif kepada penjajaran xy dan bergantung pada diameter rasuk input. Topi atas/pancaran laser atas rata tidak kekal malar di bawah penjelmaan. Oleh itu, profil rasuk topi atas insiden/rasuk atas rata tidak dipelihara secara semula jadi semasa rasuk merambat. Transformasi Fourier bagi fungsi topi atas/atas rata ialah fungsi spot Airy, yang bermaksud bahawa rasuk topi atas/atas rata akhirnya akan berubah menjadi tempat Airy.

Rajah 3: Animasi profil rasuk yang menukar antara taburan Gaussian dan taburan atas rata.

 

 

Penggunaan pancaran laser topi tinggi/topi rata menawarkan pelbagai manfaat untuk pelbagai aplikasi perindustrian dan saintifik. Dengan pengagihan tenaga yang seragam dan keupayaan untuk mengurangkan kanta haba dan saiz tempat, pancaran jenis ini boleh membantu meningkatkan ketepatan, ketekalan dan keberkesanan banyak proses laser yang berbeza.

 

SDQY Laser ialah kilang mesin pembersih laser dengan kekuatan teknikal. Kami mempunyai pasukan R&D profesional untuk menyediakan pelanggan dengan peralatan pembersihan laser berprestasi tinggi yang berkualiti tinggi, termasuk rasuk atas topi/atas rata 200w, 300w, 500w dan 100w 200w 300w 1000w mesin pembersihan laser sinar Gaussian. Pada masa yang sama, kami juga boleh menyediakan penyelesaian pembersihan laser automatik tersuai mengikut keperluan pelanggan untuk memenuhi keperluan pelanggan yang berbeza.

Dalam pembangunan masa depan, kami akan terus menegakkan prinsip "kualiti didahulukan, perkhidmatan diutamakan", terus meningkatkan kualiti produk dan perkhidmatan, dan menyediakan pelanggan dengan penyelesaian pembersihan laser yang lebih baik. Mengalu-alukan pelanggan dari semua lapisan masyarakat untuk menghubungi kami dan mencipta masa depan yang lebih baik bersama-sama!