Máy khắc laser fiber kim loại hoạt động như thế nào và có những thành phần nào?

Máy khắc laser fiber kim loại nguyên lý hoạt động

Máy khắc laser fiber sợi quang sử dụng ánh sáng bơm từ điốt laser. Các điốt này phát ra ánh sáng được gửi vào cáp quang. Các thành phần quang học nằm trong cáp sau đó được sử dụng để tạo ra một bước sóng cụ thể và khuếch đại nó. Cuối cùng, chùm tia laser được định hình và tạo ra. 

Hoạt động Máy khắc Laser fiber kim loại

Dưới đây là cách sử dụng từng thành phần để thực hiện theo thao tác này:

Bước 1: Ánh sáng được tạo ra trong điốt laser

Điốt laze biến đổi điện năng thành photon — hoặc ánh sáng — để bơm vào cáp quang. Vì lý do này, chúng còn được gọi là “nguồn bơm”. Để tạo ra ánh sáng, điốt sử dụng hai chất bán dẫn được tích điện khác nhau:

 + Cái đầu tiên mang điện tích dương, có nghĩa là nó cần thêm một electron.

 + Cái thứ hai mang điện tích âm, có nghĩa là nó có thêm một điện tử, hoặc một điện tử tự do.

Khi các điện tích âm và dương gặp nhau, chúng cố gắng kết hợp với nhau. Nhưng để làm như vậy, electron tự do phải được giải phóng dưới dạng một photon. Khi dòng điện chạy qua chất bán dẫn, số lượng photon nhanh chóng tăng lên.

Ánh sáng thu được sẽ được bơm vào cáp quang và sẽ được sử dụng để tạo ra chùm tia laze.

Bước 2: Đèn bơm được định hướng trong cáp quang

Trong tự nhiên, ánh sáng đi theo mọi hướng. Để tập trung ánh sáng vào một hướng duy nhất và thu được chùm tia laze, cáp quang sử dụng hai thành phần cơ bản: lõi sợi quang và lớp phủ.

  + Phần lõi là nơi ánh sáng truyền đi. Nó được làm bằng thủy tinh silica và là phần duy nhất của cáp bao gồm nguyên tố đất hiếm.

  + Lớp phủ là vật liệu bao quanh lõi. Khi ánh sáng chiếu vào lớp phủ, nó sẽ phản xạ trở lại lõi. Điều này xảy ra vì lớp phủ cung cấp phản xạ toàn phần bên trong.

Phản xạ toàn phần bên trong xảy ra vì lớp phủ có chiết suất thấp hơn lõi. Bạn có thể thấy các hiệu ứng tương tự trong tự nhiên. Ví dụ, nếu bạn nhìn vào các vật thể chìm dưới nước, chúng bị biến dạng. Điều này là do khi ánh sáng truyền từ không khí sang nước, nó chạm vào một chiết suất khác và đổi hướng. Điều tương tự cũng được áp dụng khi ánh sáng truyền từ lõi đến lớp phủ, ngoại trừ sự thay đổi hướng tạo ra phản xạ.

Nếu không có lớp phủ, ánh sáng sẽ đi theo mọi hướng và thoát ra khỏi lõi. Nhưng nhờ chiết suất của lớp phủ, ánh sáng vẫn ở trong lõi và tiếp tục đường đi của nó.

Bước 3: Ánh sáng được Khuếch đại trong Khoang Laser

Khi ánh sáng bơm truyền qua cáp quang, nó cuối cùng đi vào khoang laser - Một vùng nhỏ của cáp nơi chỉ tạo ra ánh sáng có bước sóng cụ thể. Các kỹ sư vật lý nói rằng loại sợi này bị "pha tạp chất" ở khu vực này vì nó đã được trộn với một nguyên tố đất hiếm.

Khi các hạt từ sợi pha tạp chất tương tác với ánh sáng, các electron của chúng tăng lên mức năng lượng cao hơn. Khi trở lại trạng thái cơ bản, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng photon hoặc ánh sáng. Các kỹ sư vật lý gọi những hiện tượng này là "kích thích điện tử" và "thư giãn điện tử".

Khoang laser cũng hoạt động như một bộ cộng hưởng nơi ánh sáng phản xạ qua lại giữa cái được gọi là “cách tử Bragg sợi quang”. Điều này dẫn đến “Khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ phát ra kích thích”, hoặc LASER. Nói một cách đơn giản, đây là nơi hình thành tia laze.

Có 2 loại lưới Bragg:

- Đầu tiên hoạt động như một tấm gương, phản chiếu ánh sáng trở lại khoang.

- Tấm gương thứ hai hoạt động như một tấm gương chọn lọc, cho phép một phần ánh sáng thoát ra khỏi khoang, nhưng phần còn lại phản xạ trở lại khoang.

Đây là cách quá trình khuếch đại diễn ra: khi các photon va vào các hạt bị kích thích khác, những hạt này cũng giải phóng photon; vì cách tử Bragg phản xạ các photon trở lại khoang và nhiều ánh sáng bơm hơn được gửi vào khoang, một số photon được giải phóng.

Bước 4. Tạo ra ánh sáng laser có bước sóng cụ thể

Bước sóng tạo ra bởi sợi pha tạp thay đổi tùy theo phần tử pha tạp của khoang laser. Điều này rất quan trọng, vì các bước sóng khác nhau được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau. Nguyên tố pha tạp có thể là erbium, ytterbium, neodymium, thulium,... Ví dụ, laser sợi quang pha tạp Ytterbium tạo ra bước sóng 1064 nm và được sử dụng cho các ứng dụng như khắc laser và làm sạch bằng laser.

Các nguyên tố pha tạp khác nhau tạo ra các bước sóng khác nhau vì các hạt cụ thể giải phóng các photon cụ thể. Như vậy, các photon được tạo ra trong khoang laser đều có cùng bước sóng. Điều này giải thích tại sao mỗi loại laser sợi quang tạo ra một bước sóng cụ thể - và chỉ bước sóng đó.

Bước 5. Tia Laser được định hình và phát ra

Các photon thoát ra khỏi khoang cộng hưởng tạo thành chùm tia laze được chuẩn trực cực kỳ tốt (hoặc thẳng) do đặc tính dẫn ánh sáng của sợi quang. Trên thực tế, nó quá chuẩn đối với hầu hết các ứng dụng laser.

Để tạo cho chùm tia laser một hình dạng mong muốn, có thể sử dụng các thành phần khác nhau, chẳng hạn như thấu kính và bộ mở rộng chùm tia. Ví dụ: laser sợi quang cung cấp được trang bị ống kính tiêu cự 254 mm cho các ứng dụng laser đi sâu vào vật liệu (tức là khắc laser và tạo họa tiết bằng laser). Điều này là do độ dài tiêu cự ngắn của chúng cho phép chúng ta tập trung nhiều năng lượng hơn vào một khu vực.

Các loại thấu kính khác cung cấp những ưu điểm khác nhau, đó là lý do tại sao các chuyên gia lựa chọn chúng một cách cẩn thận khi tối ưu hóa tia laser cho một ứng dụng cụ thể.

Các thông số Máy khắc laser kim loại là gì?

Không phải tất cả các tia laser và ứng dụng laser đều sử dụng các thông số giống nhau. Ví dụ, những cái khác nhau cần được điều chỉnh để cắt laser và khắc laser. Tuy nhiên, một số thông số được sử dụng cho tất cả các loại laser sợi quang. Dưới đây là những cái bạn có khả năng gặp phải nhất.

Bước sóng

Bước sóng do laser sợi quang tạo ra tương ứng với mức bức xạ điện từ của ánh sáng laser. Thông thường, laser sợi quang tạo ra bước sóng từ 780 nm đến 2200 nm, nằm trong quang phổ hồng ngoại và mắt người không nhìn thấy được. Dải ánh sáng hồng ngoại này có xu hướng phản ứng tốt với kim loại, cao su và nhựa, giúp nó hữu ích cho nhiều ứng dụng xử lý vật liệu.

Một số laser sợi quang như laser xanh lá cây tạo ra ánh sáng khả kiến ​​có thể phản ứng tốt với các vật liệu mềm như vàng, đồng, silicone và thủy tinh mềm. Laser sợi xanh cũng được sử dụng để chụp ảnh ba chiều, trị liệu và phẫu thuật, trong số những thứ khác. Những tia laser này yêu cầu các thành phần bổ sung để tạo ra ánh sáng khả kiến.

Chế độ hoạt động

Phương thức hoạt động là cách thức phát ra tia laze. Laser sợi quang thường hoạt động theo sóng liên tục hoặc ở chế độ xung.

Trong chế độ hoạt động sóng liên tục, chùm tia laser liên tục, không bị gián đoạn được phát ra, rất lý tưởng cho các ứng dụng như hàn laser và cắt laser.

Trong chế độ hoạt động xung, các xung ngắn được giải phóng với tốc độ lặp lại đã đặt. Các chùm tia laser xung đạt công suất đỉnh cao hơn và lý tưởng cho việc khắc laser và làm sạch bằng laser. Chế độ này bao gồm các thông số sau:

- Năng lượng xung

Năng lượng xung là số mili-lít chứa trong mỗi xung. Thông thường, mỗi xung chứa 1 mJ năng lượng.

- Khoảng thời gian xung:

Khoảng thời gian xung, còn được gọi là độ dài xung và độ rộng xung, là khoảng thời gian của mỗi xung. Các xung ngắn hơn tập trung cùng một năng lượng trong một thời gian ngắn hơn, và do đó đạt được công suất đỉnh cao hơn. Thời lượng xung có thể được biểu thị bằng micro giây, nano giây, pico giây hoặc femto giây.

- Tốc độ lặp lại:

Tốc độ lặp lại xung là số lượng xung phát ra trong một giây. Nó còn được gọi là tần số xung, được biểu thị bằng kHz. 100 kHz tương đương với 100.000 xung mỗi giây.

Nguồn

Công suất laser là lượng năng lượng mà laser có thể tạo ra trong một giây. Nó còn được gọi là “công suất trung bình” và “công suất đầu ra”.

Laser xung cũng có thể chỉ ra công suất đỉnh, là một tham số khác. Công suất cực đại là mức năng lượng tối đa mà một xung duy nhất đạt được. Ví dụ, một tia laser sợi quang xung 100W có thể dễ dàng đạt đến công suất cực đại 10.000W. Điều này là do laser xung không phân phối năng lượng đồng đều theo thời gian trái ngược với laser sóng liên tục.

 Chất lượng chùm tia:

Chất lượng chùm tia cho biết mức độ gần của chùm tia với cái được gọi là chùm Gauss. Trong các ứng dụng thực tế, điều này có liên quan vì nó cho biết mức độ hội tụ của chùm tia laze.

Nói một cách toán học, chất lượng chùm tia hoàn hảo được biểu thị bằng M2 = 1. Các chùm tia laser được hội tụ tốt sẽ tập trung nhiều năng lượng hơn trong một khu vực nhỏ hơn. Chùm tia laser chất lượng cao được yêu cầu cho các ứng dụng như khắc laser và làm sạch bằng laser, trong khi chất lượng chùm tia thấp hơn có thể thích hợp hơn cho các ứng dụng không mong muốn cắt bỏ, chẳng hạn như hàn laser.

Mua máy Laser Fiber Kim loại ở đâu?

– Linh kiện nhập từ những thương hiệu nổi tiếng nhất

– Giá máy rẻ nhất cùng phân khúc nhưng cấu hình cao nhất

– Cam kết máy chất lượng, chạy ổn định, độ bền cao

– Giá cả hợp lý Giảm 30% kèm theo nhiều chính sách ưu đãi lớn

– Giao hàng và hướng dẫn trọn gói, Đội ngũ kỹ thuật cao nhiệt tình

– Nguồn laser bền bỉ, mạnh mẽ với công suất  20W, 30W, 50w

Công ty TNHH New Date có nhiều năm phân phối và từng chuyển giao rất nhiều máy tới khách hàng. Nên có kinh nghiệm chọn những cấu hình phù hợp nhất cho khách.

Với ưu thế về chất lượng sản phẩm và dịch vụ bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế linh phụ kiện chính hãng. Khách hàng có thể hoàn toàn yên tâm khi đầu tư máy khắc laser fiber Kim loại do New Date cung cấp.

Giá máy cắt laser fiber hợp lý nhất. Nhận sửa chữa máy khắc laser fiber cũ Máy khắc laser mini cầm tay. Thanh lý máy khắc laser kim loại.

THÔNG TIN LIÊN HỆ: