Различия между непрерывными, QCW и импульсными лазерами

Различия между непрерывными, QCW и импульсными лазерами. Лазеры производят точно контролируемое оптическое излучение посредством переходов на энергетических уровнях атомов, которые возбуждают связанные электроны, излучающие направленный, хорошо регулируемый свет. Исходящий луч представляет собой когерентное электромагнитное излучение, при этом все световые волны имеют одинаковую частоту и идеально выровненную фазу. Вообще говоря, лазеры работают в двух основных режимах: непрерывном устойчивом излучении и прерывистом импульсном излучении. В этой статье подробно описаны существенные различия между лазерами непрерывного действия (CW) и импульсными лазерами, а также вариантами квазинепрерывного излучения (QCW). Лазеры QCW и обычные импульсные лазеры В промышленных и исследовательских приложениях доминируют три архитектуры лазеров: непрерывные (CW), квазинепрерывные (QCW) и обычные импульсные лазеры. По сути, лазеры QCW представляют собой подмножество импульсных лазеров с длительностью импульса микросекундного масштаба. Настоящие импульсные лазеры генерируют значительно более короткие и быстрые импульсы с длительностью, измеряемой наносекундами. Как правило, более короткая ширина импульса приводит к более высокой мгновенной пиковой мощности и подавлению нежелательных тепловых побочных эффектов. Импульсные лазерные диоды используют ограниченную длительность импульсов для ограничения накопления тепла, что позволяет им работать при значительно повышенных пиковых уровнях мощности. Разница в характеристиках выходной мощности Поведение выходной мощности является основным различием между непрерывными и импульсными лазерами. Импульсные лазеры обеспечивают чрезвычайно высокую пиковую мощность при низкой средней мощности, тогда как лазеры непрерывного действия обеспечивают постоянную, непрерывную среднюю выходную мощность. Эти контрастирующие силовые характеристики диктуют соответствующие сценарии промышленного развертывания. Импульсные лазеры идеально подходят для процессов, требующих строгого контроля тепловложения, таких как точечная сварка, шовная сварка и анализ биологических образцов, включая сборку медицинского оборудования и производство аккумуляторов. Между тем, лазеры непрерывного действия являются предпочтительным выбором для высокоскоростной непрерывной сварки швов датчиков давления, инициаторов подушек безопасности и приклеивания вкладок аккумуляторной батареи. Вариации в расчете MPE. Средства индивидуальной защиты (СИЗ) необходимы для работы лазерной системы для защиты от опасностей когерентного лазерного излучения. Для лазеров непрерывного действия стабильная фиксированная выходная мощность значительно упрощает расчеты безопасности максимально допустимого воздействия (MPE). Напротив, импульсные лазеры представляют гораздо большую сложность вычислений из-за их экстремальной, колеблющейся пиковой энергии. Точная оценка MPE требует учета нескольких ключевых переменных: длины волны лазера, энергии одиночного импульса, ширины импульса и частоты повторения импульсов. Строгая оценка MPE имеет решающее значение для обеспечения безопасности труда всего обслуживающего персонала на объекте. Сравнение области применения Как отмечалось ранее, импульсные лазеры достигают гораздо более высокой пиковой мощности, чем альтернативы непрерывного действия. Лазеры непрерывного действия могут работать непрерывно в течение длительного периода времени, однако постоянное накопление тепла часто приводит к тепловым искажениям и необратимым повреждениям заготовок во время обработки. Прерывистое излучение света импульсными лазерами эффективно обходит эти тепловые дефекты. Кроме того, импульсные лазеры позволяют осуществлять точную резку и маркировку поверхности, не повреждая основной материал. Их недостатки заключаются в более частых циклах технического обслуживания и более высоких текущих расходах на расходные материалы. Заключение. Непрерывные и импульсные лазеры демонстрируют различные характеристики производительности, однако ни одна технология по своей сути не превосходит другую. Каждый из них обеспечивает оптимизированные результаты при согласовании с конкретными условиями эксплуатации и требованиями обработки.