Qual è la modalità singola? Cos'è un multimodale?
La differenza essenziale tra alaser monomodale e un laser multimodaleè che un laser monomodale ha solo una modalità nel fascio di uscita, mentre un laser multimodale ha più modalità nel fascio di uscita;
Cioè, la modalità singola si riferisce a una singola modalità di distribuzione dell'energia laser nel piano bidimensionale e la modalità multipla si riferisce a un numero di modalità di distribuzione sovrapposte l'una all'altra e formate dalla modalità di distribuzione dell'energia spaziale. Ad esempio, il tuo laser è 1064 nm, supponi di colpire tutti i 1064, ma su un bersaglio, se allo stesso tempo ci sono più di un punto, come 10 anelli 9 anelli 7 anelli 2 anelli, tutto, anche un grosso buco , che è un modo multitrasverso. Ma se spari tutti e 10 gli anelli in un punto, questa è la modalità orizzontale singola [1].
Puoi immaginare la modalità singola come la parte centrale che è arco e freccia e la modalità multipla come la parte inferiore che è arco e freccia.
Per quanto riguarda la distribuzione dell'energia:
L'industria spesso dice che la modalità singola si riferisce alla modalità trasversale del laser, ovvero c'è solo una modalità all'interno della sezione trasversale, che è la distribuzione gaussiana, la messa a fuoco è dal centro al bordo esterno e la densità di energia del laser è in ordine decrescente. Multi-mode, d'altra parte, presenta molti punti energetici nella sezione trasversale, e più modi ci sono, più l'energia è distribuita in modo flat-top, in senso figurato rispetto a una nappa rossa e un bastoncino di denti di lupo .
La differenza tra modalità singola e modalità multipla inapplicazioni di saldaturaè che: se si desidera eseguire la saldatura per fusione profonda, è adatto per la modalità singola o meno, la modalità singola presenta vantaggi nella giunzione della saldatura per fusione profonda, della saldatura a bastoncino, della saldatura del raccordo, ecc. L'elevata densità di energia è più facile da raggiungere la profondità di fusione .
Multi-mode è adatto per saldature poco profonde, buona planarità ed energia di saldatura uniforme, ma anche per evitare perdite di qualità come l'ablazione e la perforazione al centro della saldatura provocate dal basso punto di fusione del materiale di base. [1]
Come mostrato sopra: la figura a sinistra è una distribuzione di energia in un unico modo fondamentale, la distribuzione di energia in qualsiasi direzione oltre il centro del cerchio è sotto forma di una curva gaussiana (distribuzione normale); la cifra corretta è una distribuzione di energia multimodale, la cui essenza è la distribuzione spaziale di energia formata dalla sovrapposizione di più modalità laser singole, il risultato della sovrapposizione multimodale è una curva di energia che approssima una distribuzione flat-top.
Come mostrato nella figura: supponendo che la coordinata verticale della curva rappresenti la densità di energia, la distribuzione di energia gaussiana della classe verde, la distribuzione di energia multimodale della classe blu e il raggio piatto della classe rossa, si può vedere che la classe monomodale è più concentrato nella densità di energia e ha una maggiore densità di energia per unità.
In generale, il multimodale monomodale può essere distinto dalla qualità del raggio laser M²:
Il fattore M² viene calcolato dividendo il prodotto dell'ampiezza effettiva del raggio e dell'angolo di divergenza per il prodotto dell'ampiezza ideale del raggio e dell'angolo di divergenza, dove il raggio ideale è definito dalla modalità fondamentale del raggio gaussiano e l'ampiezza del raggio è definita da il momento di secondo ordine. Quando il raggio laser passa attraverso il sistema ottico privo di aberrazioni, il suo fattore M² è l'invariante di trasmissione e M² è maggiore o uguale a 1; più M² si discosta da 1, peggiore è la qualità del raggio laser.
A seconda della M2, i laser possono essere classificati in tre tipi; M2 < 1.3 è un laser monomodale puro, M2 tra 1.3 e 2.0 è un laser quasi monomodale e M2 > 2.0 è un laser multimodale.
Il diametro del nucleo della fibra laser monomodale è piccolo (14um), l'energia è distribuzione gaussiana, il punto focale è piccolo, alta densità di energia (la stessa potenza, la densità di energia è 4-10 volte superiore a quella multimodale) e il la zona interessata dal calore è piccola, specialmente per l'alta anti-lega (alluminio, rame) può formare istantaneamente un buco della serratura del pool fuso (la densità di energia è molto maggiore dell'alta soglia di fusione dell'anti-lega), nessuna alta inversione, non facile da danneggiare il fibra, e può ottenere un'elevata velocità di elaborazione anti-lega, ma anche nelle micro-connessioni presenta vantaggi.
apporto di calore: l'energia monomodale è più concentrata, piccola zona interessata dal calore, piccolo pool di fusione, piccola deformazione termica, grande profondità di fusione, raggio monomodale come un coltello affilato, multimodale come una punta di proiettile;
Processo di saldatura: l'apertura del buco della serratura monomodale è piccola, l'apertura del buco della serratura multimodale è grande, riflessa nella stabilità della saldatura, la saldatura a bassa velocità monomodale non è stabile, è facile avere schizzi e porosità, è necessario abbinare la testa oscillante, specchio vibrante o saldatura ad alta velocità, spruzzi di saldatura a bassa velocità sono più grandi, impilamento di lastre sottili, saldatura a sputtering; riflessa nel metallografico, la modalità singola ha un rapporto profondità-larghezza maggiore (il rapporto tra profondità metallografica e larghezza); la multimodalità può essere libera nella saldatura a conduzione termica e nella commutazione della saldatura per fusione profonda, adatta per la giunzione e altamente compatibile con le fluttuazioni del gap;
Differenze di applicazione: modalità singola a causa del punto piccolo, concentrazione di energia, buona penetrazione, controllo più fine dell'apporto di calore, più adatto per l'elaborazione di micro connessioni (3C, medicale, ecc.) ma la potenza non è elevata (l'attuale massimo 3{{ 4}}W commerciale maturo); la multimodalità può fornire una potenza maggiore (10.000 watt), adatta per la saldatura di grandi aree, maggiore compatibilità con la lavorazione di diversi spessori di materiale, per spessori diversi, spazi diversi, materiali diversi possono essere applicati. Anche il costo della multimodalità presenta dei vantaggi.
