非鉄金属加工におけるレーザーの応用

高出力レーザーダイオードは、材料加工レーザーシステムの光源としてますます重要な役割を果たしています。赤外线レーザーロッド非常に高い光パワーを持ち、そのパワーと効率は今やまったく新しいレベルに達しています。 また、ノートの青い波长レーザーロッド、ラボで最大100ワット (W) の光パワーに達することができ、大きな飛躍を遂げます。

材料加工のための高エネルギービーム

高出力密度により、レーザー放射は、ワークピースの特定の領域に定量的な量のエネルギーを供給し、これらの領域を接触することなく正確に加熱するための効率的なツールになります。 典型的な用途には、様々な金属およびプラスチックの彫刻、コーティング、溶接および切断が含まれる。 現在、高出力半導体レーザーの用途はますます広範囲に及んでおり、レーザー加工に直接使用することができ、ファイバーまたはソリッドステートレーザーのポンピングにも使用することができます。 CO2レーザーやフラッシュランプ励起固体レーザーと比較して、より効率的でコンパクトです。 材料加工用のレーザーダイオードのコアパラメータには、波長、光出力、電気光学変換効率 (WPE) 、およびビーム品質が含まれます。 これらは、完全なシステムの効率と費用対効果を測定するために必要なパラメータです。 より高い光パワーと効率は、システムに必要なレーザーチップの数を減らし、それによって結合と冷却のコストと光学システムの複雑さを減らします。 ビームの品質によって、ファイバーに結合できるレーザー出力の量が決まり、適切な波長により、処理材料がレーザーエネルギーを完全に吸収します。

非鉄金属加工のための青いレーザー

銅は、電気工学において最も重要な原材料の1つであり、たとえば、バッテリー、モーター、または回路ブレーカーの送電において中心的な役割を果たします。 しかし、銅は多くの赤外線波長を反射し、加工に赤外線レーザーを使用する場合は、非常に高いレーザー出力が必要です。 加えて、プロセスの制御性は相対的に悪い。 銅が高温で溶融すると、多孔性とスパッタが形成され、はんだ付け品質の低下も導電性などの特性に影響を与える可能性があります。 一方、銅は赤外光の最大12倍の青色光を吸収し、処理において最高のシステム効率を可能にします。 現在、青い産業用半導体レーザーの光パワーは数百ワットから数キロワットに達する可能性があります。 基本的な高出力青色レーザーダイオードの開発は重要な仕事であり、青色レーザーダイオードの出力効率と出力は大幅に改善されています。 非鉄金属加工に工業用ダイオードレーザー光源を使用するには、性能レベルを改善し続ける必要があります。 赤外線システムと同様に、青色光システムも高出力レーザーロッドに依存しています。 青色レーザーロッドは、50 Wの出力と25 ℃ で38% の連続波 (CW) 作業効率を有する。 高出力レーザーロッドは、コンパクトな高出力レーザーソースを構築するための最初の選択肢です。

赤外線レーザーは効率の限界を突破

赤外線ダイオードレーザーは、長年にわたって工業材料処理に使用されてきました。 これらのシステムがより普及するにつれて、システム全体のコスト及びエネルギー効率が焦点となる。 材料加工用の赤外線製品の現在のポートフォリオには、800〜1060 nmの波長、最大250 Wの光学出力の高出力レーザーロッドが含まれています。808 nmで60% 、900 nmで65% 以上の効率を有する。 さらに、ビームをファイバに効率的に結合するように設計されたミニロッドがあり、準CW動作下で最大500 Wの電力を実現できます。 それらは、刷り込み、ポンピング、脱毛などの化粧品用途、またはリモートセンシングなどの用途に適しています。 915および976 nmでの個々の放射は、異なる繊維形状に結合するための異なる放射スポット幅を持っています。