چگونه لیزر دمش دیودی مناسب را برای کاربردهای صنعتی انتخاب کنیم؟

در کاربردهای صنعتی لیزر، ماژول لیزر پمپاژ دیودی به عنوان "هسته قدرت" سیستم لیزر عمل می‌کند. عملکرد آن مستقیماً بر راندمان پردازش، طول عمر تجهیزات و کیفیت محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. با این حال، با وجود طیف گسترده‌ای از لیزرهای پمپاژ دیودی موجود در بازار (مانند انواع پمپاژ انتهایی، پمپاژ جانبی و کوپل شده با فیبر)، چگونه می‌توان به طور دقیق نیازهای خاص صنعتی را برآورده کرد؟ این مقاله یک استراتژی انتخاب سیستماتیک بر اساس پارامترهای فنی و تحلیل مبتنی بر سناریو ارائه می‌دهد.

۱. الزامات اصلی کاربرد صنعتی را تعریف کنید
قبل از انتخاب ماژول لیزر دمش دیودی، تعریف پارامترهای اصلی سناریوی کاربرد ضروری است:
① نوع پردازش
- پردازش مداوم با توان بالا (مثلاً برش/جوشکاری فلزات ضخیم): پایداری توان (بیش از ۱ کیلووات) و قابلیت دفع گرما را در اولویت قرار دهید.
- میکروماشین‌کاری دقیق (مثلاً سوراخ‌کاری/حکاکی مواد شکننده): به کیفیت پرتو بالا (M² < 10) و کنترل دقیق پالس (در سطح نانوثانیه) نیاز دارد. - پردازش دینامیکی با سرعت بالا (مثلاً جوشکاری زبانه باتری لیتیومی): به قابلیت پاسخ سریع (نرخ تکرار در محدوده کیلوهرتز) نیاز دارد. ② سازگاری با محیط زیست - محیط‌های سخت (مثلاً دمای بالا، گرد و غبار، لرزش مانند خطوط تولید خودرو): به سطح حفاظت بالا (IP65 یا بالاتر) و طراحی مقاوم در برابر ضربه نیاز دارد. ③ ملاحظات هزینه بلندمدت تجهیزات صنعتی اغلب به صورت 24 ساعته و 7 روز هفته کار می‌کنند، بنابراین ارزیابی راندمان الکترواپتیکی (>30٪)، چرخه‌های نگهداری و هزینه‌های قطعات یدکی مهم است.
۲. شاخص‌های کلیدی عملکرد توضیح داده شده‌اند
① توان خروجی و کیفیت پرتو
- محدوده توان: ماژول‌های لیزر دمش دیودی صنعتی معمولاً از ۱۰۰ وات تا ۱۰ کیلووات متغیر هستند. بر اساس ضخامت ماده انتخاب کنید (مثلاً برش فولاد ۲۰ میلی‌متری به ۳ کیلووات یا بیشتر نیاز دارد).
- کیفیت پرتو (فاکتور متر مربع):
- متر مربع < 20: مناسب برای پردازش‌های خشن (مثلاً تمیز کردن سطح).
- M² < 10: مناسب برای جوشکاری/برش دقیق (به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ 0.1 میلی‌متر). – توجه: توان بالاتر اغلب کیفیت پرتو را به خطر می‌اندازد؛ برای بهینه‌سازی، طرح‌های پمپ جانبی یا پمپ هیبریدی را در نظر بگیرید. ② راندمان الکترواپتیکی و مدیریت حرارتی – راندمان الکترواپتیکی: مستقیماً بر هزینه‌های انرژی تأثیر می‌گذارد. ماژول‌هایی با راندمان >40٪ ترجیح داده می‌شوند (به عنوان مثال، ماژول‌های لیزر پمپاژ دیودی 2 تا 3 برابر کارآمدتر از ماژول‌های پمپ لامپی سنتی هستند).
- طراحی خنک‌کننده: خنک‌کننده مایع میکروکانال (راندمان خنک‌کننده >500W/cm²) برای عملیات طولانی مدت و پربار نسبت به خنک‌کننده هوا مناسب‌تر است.
③ قابلیت اطمینان و طول عمر
- MTBF (میانگین زمان بین خرابی‌ها): محیط‌های صنعتی به بیش از ۵۰،۰۰۰ ساعت زمان نیاز دارند.
- مقاومت در برابر آلودگی: یک حفره نوری آب‌بندی‌شده از پاشش فلز و نفوذ گرد و غبار جلوگیری می‌کند (رتبه‌بندی IP67 حتی بهتر است).
④ سازگاری و مقیاس‌پذیری
- رابط کنترل: پشتیبانی از پروتکل‌های صنعتی مانند EtherCAT و RS485، ادغام در خطوط تولید خودکار را تسهیل می‌کند.
- توسعه ماژولار: پشتیبانی از پیکربندی موازی چند ماژول (مثلاً، روی هم قرار دادن ۶ ماژول در ۱ ماژول) امکان ارتقاء یکپارچه پاور را فراهم می‌کند.
⑤ طول موج و ویژگی‌های پالس
- تطبیق طول موج:
- 1064 نانومتر: رایج برای پردازش فلز.
- 532nm/355nm: مناسب برای پردازش دقیق مواد غیرفلزی مانند شیشه و سرامیک.
- کنترل پالس:
- حالت QCW (موج شبه پیوسته) برای کاربردهای با انرژی بالا و فرکانس پایین (مثلاً حکاکی عمیق) ایده‌آل است.
- فرکانس تکرار بالا (سطح مگاهرتز) برای علامت‌گذاری با سرعت بالا مناسب است.
۳. اجتناب از دام‌های رایج انتخاب
- مشکل اول: «هرچه توان بیشتر، بهتر» - توان بیش از حد ممکن است باعث سوختن مواد شود. بین توان و کیفیت پرتو تعادل برقرار کنید.
- دام دوم: «نادیده گرفتن هزینه‌های نگهداری بلندمدت» - ماژول‌های کم‌بازده می‌توانند در طول زمان هزینه‌های انرژی و نگهداری بالاتری را متحمل شوند، که از صرفه‌جویی اولیه بیشتر است.
- دام ۳: «ماژول یکسان برای همه سناریوها» - پردازش دقیق و درشت نیاز به طرح‌های متمایز دارد (مثلاً غلظت دوپینگ، ساختار پمپ).

لومیس‌پات

آدرس: ساختمان شماره ۴، پلاک ۹۹ جاده سوم فورونگ، ناحیه شیشان، ووشی، ۲۱۴۰۰۰، چین

تلفن: +86-0510 87381808.

موبایل: +86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn