صف بإيجاز مصدر طاقة ليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر ثاني أكسيد الكربون
ليزر ثاني أكسيد الكربون هو ليزر غاز به غاز ثاني أكسيد الكربون كمادة العمل الرئيسية (CO 2 : N2: He = 1: 7: 20). يتكون ليزر ثاني أكسيد الكربون من أنبوب تفريغ ورنان وإلكترود. مع إضافة مضخة الجهد العالي DC ، فإن الغاز الموجود في أنبوب التفريغ ينبعث منه الضوء (الطول الموجي الناتج هو 10.6 ميكرومتر). بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الليزر ، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع في مجال المعالجة الصناعية ، خاصة في اللحام بالليزر والقطع بالليزر له مزايا فريدة:
(1) من بين جميع أنواع الليزر الغازي ، يتمتع ليزر ثاني أكسيد الكربون بكفاءة أعلى في تحويل الطاقة ، ويمكن أن تصل طاقة خرجه إلى مئات الآلاف من واط.
(2) يبلغ نطاق إخراج ليزر ثاني أكسيد الكربون 10.6 ميكرومتر ، ويكون انتقال النطاق في فقد الهواء صغيرًا جدًا ، ولا يتأثر تقريبًا بالعوامل البيئية ، ويمكن أن يعمل في جميع الأحوال الجوية ، مقارنة بأداء إخراج الليزر الآخر ، ليزر ثاني أكسيد الكربون أكثر في تتماشى مع متطلبات التطبيقات الصناعية.
(3) بالمقارنة مع أنواع الليزر الغازية الأخرى ، يكون عرض الخط الطيفي الناتج من ليزر ثاني أكسيد الكربون أوسع.
إن مصدر طاقة ليزر ثاني أكسيد الكربون هو في الأساس مصدر طاقة بتبديل الجهد العالي للتيار المستمر. تحدد خصائص عمل ليزر ثاني أكسيد الكربون خصائص إمداد المضخة ، والتي تنعكس بشكل أساسي في الجوانب التالية:
(1) ظروف تفريغ الضوء للغاز المختلط في أنبوب تفريغ الليزر قاسية للغاية ، وعادة ما تحتاج إلى توفير جهد عالي 20 50 كيلو فولت في كلا طرفي أنبوب التفريغ (أنابيب التفريغ ذات الأطوال المختلفة والأقطار الداخلية المختلفة لها جهد ضوئي مختلف) ، لا يمكن أن يوفر مصدر طاقة منظم الجهد الخطي العام أو تبديل مصدر الطاقة هذا الجهد.
(2) عندما يبدأ أنبوب الليزر في التفريغ ، يكون جهد التوهج كبيرًا. مع الثبات التدريجي للعمل ، ينخفض الجهد عند طرفي تجويف الهواء تدريجياً ، ويزداد تيار تفريغ الوهج تدريجياً. لذلك ، يحتاج مزود طاقة الليزر إلى قدرة خرج تكيفية.
مع النضج المتزايد لصناعة تصنيع المعالجة بالليزر ، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون تدريجيًا على نطاق واسع في مجالات المعالجة اليدوية التقليدية أو غيرها من مجالات المعالجة الميكانيكية ، مثل اللحام بالليزر ، والقطع بالليزر ، واللكم بالليزر ، وما إلى ذلك ، لأنه يطرح أيضًا متطلبات أعلى لـ CO 2 الليزر وإمدادات الطاقة الخاصة به. يتجلى بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
(1) في أنظمة القطع بالليزر الصناعية ، يحتاج ليزر ثاني أكسيد الكربون عادةً إلى خرج طاقة ثابت.
(2) في المعالجة بالليزر ، خاصة في القطع بالليزر ، والحفر بالليزر والمجالات الأخرى ، عند قطع المواد المختلفة بالليزر ، لأن المادة نفسها تبلغ 10.6 ميكرومتر ، عند قطع مواد مختلفة ، يجب أيضًا تعديل طاقة إخراج الليزر بشكل صحيح ، وذلك هو أن طاقة إخراج الليزر يجب أن تكون مستقرة ومستمرة التعديل.
(3) في تطبيقات محددة ، يلزم وجود العديد من ليزرات ثاني أكسيد الكربون للعمل بالتوازي. على سبيل المثال ، في نظام آلة قطع التطريز بالليزر ، تحتاج العديد من أجهزة الليزر إلى العمل بنفس الوتيرة في نفس الوقت ، أو يحتاج إخراج الليزر إلى التركيز معًا في نظام تركيز طاقة الليزر. على الرغم من أن كفاءة تحويل الطاقة في ليزر ثاني أكسيد الكربون يمكن أن تصل إلى 30٪ إلى 40٪ ، إذا كانت كفاءة مصدر طاقة ليزر واحد منخفضة ، فإن أجهزة الليزر الأخرى ستضيع الكثير من السعة. لذلك ، فإن كفاءة مصدر طاقة ليزر واحد لها تأثير رئيسي على كفاءة الطاقة الإجمالية لنظام القطع بالليزر.
في سياق التطبيقات الصناعية ، وضع ليزر ثاني أكسيد الكربون متطلبات أداء أعلى لملحق المضخة ، على النحو التالي بشكل أساسي:
ثبات عالي - يتطلب الليزر لإنتاج إخراج ليزر مستقر ؛
موثوقية عالية - مصدر طاقة الليزر مطلوب للحفاظ على الموثوقية في مجموعة متنوعة من البيئات المعقدة ؛
كفاءة عالية - كفاءة تحويل طاقة عالية لإمداد طاقة الليزر ؛
إمكانية التحكم - يلزم توفر مصدر طاقة الليزر للحصول على إمكانية تحكم جيدة عند التحكم في خرج طاقة الليزر.
