Chế độ đơn là gì? Đa chế độ là gì?
Sự khác biệt cơ bản giữa mộtlaser đơn mode và laser đa modelà laser đơn mode chỉ có một chế độ trong mẫu chùm tia đầu ra, trong khi laser đa chế độ có nhiều chế độ trong mẫu chùm tia đầu ra;
Nghĩa là, chế độ đơn đề cập đến một chế độ phân phối năng lượng laser duy nhất trong mặt phẳng hai chiều và đa chế độ đề cập đến một số chế độ phân phối được đặt chồng lên nhau và được hình thành bởi chế độ phân phối năng lượng không gian. Ví dụ, tia laser của bạn là 1064nm, giả sử bạn đánh ra tất cả 1064nm, nhưng đến một mục tiêu, nếu đồng thời, có nhiều hơn một điểm, chẳng hạn như 10 vòng 9 vòng 7 vòng 2 vòng, mọi thứ, thậm chí là một lỗ lớn , đó là một chế độ đa ngang. Nhưng nếu bạn bắn ra tất cả 10 vòng tại một thời điểm, thì đó là chế độ ngang đơn [1].
Bạn có thể hình dung chế độ đơn là phần giữa là cung và tên, và chế độ đa là phần dưới cùng là cung và tên.
Về phân phối năng lượng:
Ngành công nghiệp thường nói chế độ đơn, đề cập đến chế độ ngang của laser, nghĩa là chỉ có một chế độ trong mặt cắt ngang, đó là phân bố Gaussian, tiêu điểm là tâm của mép ngoài và mật độ năng lượng laser là theo thứ tự giảm dần. Mặt khác, đa chế độ thể hiện nhiều điểm năng lượng trong mặt cắt ngang và càng có nhiều chế độ thì năng lượng được phân phối theo cách phẳng hơn, được so sánh một cách hình tượng với tua đỏ và gậy răng sói. .
Sự khác biệt giữa chế độ đơn và đa chế độ trongứng dụng hànđó là: nếu bạn muốn đi hàn nhiệt hạch sâu, nó phù hợp với chế độ đơn hoặc ít chế độ hơn, chế độ đơn có lợi thế trong việc hàn nhiệt hạch sâu nối, hàn que, hàn phi lê, v.v. .
Đa chế độ thích hợp cho hàn nông, độ phẳng tốt và năng lượng mối hàn đồng đều, nhưng cũng để tránh giảm chất lượng như mài mòn và thủng ở tâm mối hàn do điểm nóng chảy thấp của vật liệu cơ bản gây ra. [1]
Như được hiển thị ở trên: hình bên trái là phân bố năng lượng ở chế độ cơ bản duy nhất, phân bố năng lượng theo bất kỳ hướng nào qua tâm của vòng tròn có dạng đường cong Gaussian (phân phối chuẩn); hình đúng là phân bố năng lượng đa chế độ, bản chất của nó là phân bố năng lượng không gian được hình thành bởi sự chồng chất của nhiều chế độ laser đơn lẻ, kết quả của sự chồng chất đa chế độ là một đường cong năng lượng xấp xỉ phân bố đỉnh phẳng.
Như thể hiện trong hình: giả sử rằng tọa độ dọc của đường cong biểu thị mật độ năng lượng, phân bố năng lượng Gaussian lớp xanh lục, phân bố năng lượng đa chế độ lớp xanh lam và chùm tia đỉnh phẳng lớp đỏ, có thể thấy rằng chế độ đơn tập trung nhiều hơn về mật độ năng lượng và có mật độ năng lượng cao hơn trên mỗi đơn vị.
Nói chung, đa chế độ đơn có thể được phân biệt với chất lượng chùm tia laser M²:
Hệ số M² được tính bằng cách chia tích của chiều rộng chùm tia thực tế và góc phân kỳ cho tích của chiều rộng chùm tia lý tưởng và góc phân kỳ, trong đó chùm tia lý tưởng được xác định bởi chùm tia Gaussian chế độ cơ bản và chiều rộng chùm tia được xác định bởi khoảnh khắc bậc hai. Khi chùm tia laze đi qua hệ thống quang học không có quang sai, hệ số M² của nó là bất biến truyền dẫn và M² Lớn hơn hoặc bằng 1; M² càng lệch xa so với 1 thì chất lượng chùm tia laze càng kém.
Tùy thuộc vào M2, laser có thể được phân thành ba loại; M2 < 1,3 là laser đơn mode thuần túy, M2 nằm trong khoảng từ 1,3 đến 2.0 là laser gần như đơn chế độ và M2 > 2.0 là laser đa chế độ.
Đường kính lõi sợi quang laser đơn mode nhỏ (14um), năng lượng phân bố Gaussian, tiêu điểm nhỏ, mật độ năng lượng cao (cùng công suất, mật độ năng lượng gấp 4-10 lần so với đa mode) và vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, đặc biệt đối với hợp kim chống nóng chảy cao (nhôm, đồng) có thể ngay lập tức hình thành lỗ khóa bể nóng chảy (mật độ năng lượng lớn hơn nhiều so với ngưỡng nóng chảy chống hợp kim cao), không đảo ngược cao, không dễ làm hỏng sợi và có thể đạt được khả năng xử lý tốc độ cao chống hợp kim cao, nhưng cũng có lợi thế trong các kết nối vi mô.
đầu vào nhiệt: năng lượng đơn chế độ tập trung hơn, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, vùng nóng chảy nhỏ, biến dạng nhiệt nhỏ, độ sâu nóng chảy lớn, chùm tia đơn chế độ như dao sắc, đa chế độ như đầu đạn;
Quy trình hàn: lỗ khóa đơn chế độ nhỏ, lỗ khóa đa chế độ lớn, thể hiện ở độ ổn định hàn, hàn tốc độ thấp đơn chế độ không ổn định, dễ có hiện tượng bắn tóe và rỗ khí, cần khớp với đầu dao động, gương rung, hoặc hàn tốc độ cao, hàn tốc độ thấp lớn hơn, xếp chồng tấm mỏng, hàn phún xạ; được phản ánh trong chế độ kim loại, chế độ đơn có tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng lớn hơn (tỷ lệ giữa chiều sâu và chiều rộng của kim loại); đa chế độ có thể tự do trong hàn dẫn nhiệt và chuyển mạch hàn nhiệt hạch sâu, thích hợp để nối và tương thích cao với các dao động của khe hở;
Sự khác biệt về ứng dụng: chế độ đơn do điểm nhỏ, tập trung năng lượng, xuyên thấu tốt, kiểm soát nhiệt đầu vào tốt hơn, phù hợp hơn cho xử lý kết nối vi mô (3C, y tế, v.v.) nhưng công suất không cao (tối đa hiện tại 3{{ 4}}Có quảng cáo trưởng thành); đa chế độ có thể cung cấp công suất cao hơn (10.000 watt), thích hợp cho hàn diện tích lớn, khả năng tương thích cao hơn với xử lý độ dày vật liệu khác nhau, có thể áp dụng cho các độ dày khác nhau, khe hở khác nhau, vật liệu khác nhau. Chi phí của đa chế độ cũng có lợi thế.
