Etusivu > Uutiset > Sisältö

CO2-laserin esittely

May 07, 2019


CO2 L aserin esittely


C. Kumar N. Patel keksi CO2-laseria Bell Labsissa vuonna 1964 ja on ikivanha tekniikka jatkuvasti muuttuvassa optoelektroniikkateollisuudessa. Huolimatta pituudestaan CO2-lasertekniikka menestyy markkinoilla edelleen ainutlaatuisella aallonpituudellaan, tehollaan ja spektrillä.

 

Monilla luonnollisilla materiaaleilla ja synteettisillä materiaaleilla on vahvat absorptiohuiput 9 ~ 12 μm: ssa, mikä on CO2-lasereiden aallonpituuden aallonpituuskaista, joka tarjoaa paljon mahdollisuuksia CO2-lasereille materiaalin käsittelyssä ja spektrianalyysissä. Tämä nauha sisältyy myös ilmakehän siirtoikkunaan, joten se sopii erinomaisesti moniin tunnistus- ja vaihtelusovelluksiin. Tyypillinen CO2-laser muodostuu kaasupurkauksesta hiilidioksidimolekyylejä sisältävästä sekoitekaasusta. Koska molekulaarisen värähtelyn ja kiertoenergian energiatasot ovat hyvin lähellä, hiilidioksidimolekyylien siirtymisestä näiden energiamäärien välillä tuotetut fotonit ovat alhaisempia energiassa ja pitempiä aallonpituudella kuin näkyvä ja lähi-infrapunavalo.

 

CO2-lasereita on saatavana tehoalueina millimetreistä kymmeniin tuhansiin watteihin ja niitä voidaan käyttää sekä instrumentointiin että tehokkaaseen leikkaukseen. Koska CO2-lasereilla on korkea spektrinen puhtaus, linjan leveys jopa 1 kHz ilman tehon uhraamista, muuntotehokkuus voi nousta 10%: iin. Nämä ominaisuudet tekevät CO2-lasereista sopivia uusiin sovelluksiin materiaalinkäsittelyssä, lasersäteilyssä ja tutkassa, lämpökuvan visio-avustuksessa ja kohdennetuissa lääketieteellisissä sovelluksissa.

 

Koska keksittiin vuosikymmeniä, lukemattomia CO2-lasereita on sovellettu lääketieteelliseen, valmistukseen ja tieteelliseen tutkimukseen, 4-numeroisesta digitaaliseen painatukseen Kiinan nopeaan mineraalivesipullon tuotantolinjaan Mercedes-Benzin autonosien hitsaukseen Saksassa. Jo nykyään, kun kuitulaserit heikentävät suuria CO2-lasereiden markkinoita ja kvantti-kaskadilasereita, ne eivät riko innovaatioalaa, jos CO2-laserit siirtyvät kohti omistettuja alueita, niitä käytetään edelleen markkinoilla.

2

Haastekilpailu

Näistä pitkäaikaisista eduista huolimatta CO2-laserit ovat kohdanneet haasteita joillakin alueilla. Kuitilaserit ja kvantti-kaskadilaserit ovat laajentuneet moniin sovelluksiin, joita aiemmin dominoivat CO2-laserit.

 

Teollisissa sovelluksissa suuritehoiset kuidut laserit tuottavat suurempaa tehokkuutta, niiden energiaa voidaan paremmin absorboida metallimateriaalit, ja ne ovat kustannustehokkaampia. CO2-laserit ovat kuitenkin edelleen ainoa tapa käsitellä monia ei-metallisia materiaaleja, koska nämä materiaalit eivät ime kuitu- lasereiden lähi-infrapunasäteilyä.

 

Quant um -kaskadilaserit pystyvät tuottamaan aallonpituuksia 2-12 μm: n alueella ja ovat kompakteimpia, mikä tekee niistä tärkeän työkalun spektroskopian sovelluksissa. Monet 8–12 μm: n pitkän aallon infrapunasäteilyn tunnistus-, spektriherkät teolliset ja lääketieteelliset sovellukset vaativat kuitenkin suurempaa tehoa, parempaa spektristä puhtautta, erinomaista johdonmukaisuutta ja vakaa tilamuotoa. Nämä ovat vain CO2-lasereita. saavuttaa.

 

Teknisten haasteiden lisäksi Kiinan laajeneva laserteollisuus on johtanut myös alhaisempiin ja alhaisempiin hintoihin. Vakio CO2-laserit tulevat nopeasti kaupalliseksi, ja markkinoille tulevat esteet ja voitot laskevat jyrkästi. Kolme vuotta sitten kiinalaiset yritykset ostivat USA: n valmistamia 30W CO2: n lasereita 4 500 dollariin; nyt kotimaiset CO2-laserit ovat markkinoilla, nostaen hintoja 2 000 dollariin.

 

Nämä tekijät merkitsevät hintaperusteisen aikakauden loppua. Hintapohjaisen hinnoittelun aikakaudella yhtiö tuottaa lasereita, joilla on erityinen keskimääräinen teho ja joita voidaan käyttää useilla aloilla. Hinta on suhteutettu tehoon. Tämän strategian myötä jotkut erittäin menestyvät yritykset, kuten Synrad, Coherent ja Rofin, tarjoavat valikoiman CO2-lasereita, jotka vaihtelevat muutamasta watista kymmeniin tuhansiin watteihin, mikä mahdollistaa myös CO2-laserit muovin jalostuslaitoksissa, hammaslääkäriasemissa, matkapuhelinvalmistuslinjoissa , jne. Kenttää on käytetty laajalti.

 

Vaikka CO2-laserit ovat päättyneet "kaikille sopiva ratkaisu kaikille sovelluksille", kun uusia materiaaleja ja tiukempia teollisia ja tieteellisiä käsittelyvaatimuksia ilmenee, ne edellyttävät uusia omistettuja lasereita, jotka vaativat todellisia lasereita. Arvotarjouksella on syvempi tekninen ymmärrys ja se vaatii täysin eri tapaa valmistaa ja edistää CO2-lasereita. CO2-laserit käsittelevät näitä uusia haasteita.

 

Valmistuksen osalta tämä uusi malli vaatii CO2-laserin eri eritelmien mukauttamista asiakkaan erityistarpeisiin. Markkinoiden osalta edellisestä keskimääräisestä tehosta ja "hintaperusteisesta" arvosta se on muunnettu räätälöityksi ratkaisuksi laserin pulssin muodon, huipputehon, omistetun aallonpituuden ja vakaan toiminnan suunnittelemiseksi tiettyjen materiaalien mukaan. ja sovellusvaatimukset.