چرا از پرتو لیزری تاپ کلاه/تاپ تخت استفاده کنیم؟

بیشتر پرتوهای لیزر گاوسی هستند، اما در برخی موارد ممکن است داشتن نیمرخ تابش غیر گاوسی مفید باشد. توزیع متقارن تابش پرتو گاوسی با افزایش فاصله از مرکز مقطع پرتو لیزر کاهش می یابد. پرتوهای سطح صاف یا کلاه بالایی دارای توزیع تابش ثابت در سطح مقطع پرتو لیزر هستند (شکل 1). برخی از کاربردهایی که از شدت ثابت در یک ناحیه معین بهره می برند شامل پردازش ویفرهای نیمه هادی، تبدیل فرکانس غیرخطی در سطوح توان بالا و پردازش مواد می باشد. تیرهای سطح صاف معمولاً نتایج دقیق‌تر و قابل پیش‌بینی‌تری مانند برش‌های واضح‌تر و لبه‌های تیزتر را نسبت به تیرهای گاوسی ایجاد می‌کنند، اما پیچیدگی و هزینه‌ی سیستم بیشتری دارند.

شکل 1: پرتوهای گاوسی انرژی را از طریق انرژی اضافی بالاتر از آستانه مورد نیاز برای کاربرد و انرژی کمتر از آستانه در بخش‌های بیرونی پرتو گاوسی هدر می‌دهند. تیرهای بالای کلاه/تیرهای تخت از این جهت کارآمدتر هستند که از آستانه عبور می کنند و در عین حال انرژی تلف شده را به حداقل می رسانند.

 

 

تیرهای گاوسی
لیزرهای تک حالته با کیفیت بالا، توزیع تابش گاوسی مرتبه پایین، حالت TEM{3}} را تولید می کنند. یک پرتو گاوسی با قدرت نوری متوسط ​​یکسان با پرتو لیزر بالای کلاه/بالای تخت، دو برابر چگالی اوج انرژی یک پرتو لیزر بالا کلاه/بالای تخت است (شکل 2). پرتو گاوسی تحت تبدیل ثابت می ماند. بنابراین، همانطور که پرتو در سیستم منتشر می شود، حتی اگر اندازه پرتو تغییر کند، پروفیل پرتو به صورت گاوسی توزیع می شود. این به این دلیل است که تبدیل فوریه یک تابع گاوسی تابع گاوسی دیگری است. نور با انتشار تا بی نهایت یا با تمرکز از طریق یک عدسی کامل، دچار تبدیل فوریه می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد حالت های لیزر مانند TEM00، از یادداشت برنامه حالت تشدید کننده لیزر ما دیدن کنید.

شکل 2: پرتوهای گاوسی و بالای تخت با قدرت نوری یکسان، نشان می دهد که شدت پیک پرتو گاوسی دو برابر پرتو بالای تخت است.

لیزرهای گاوسی رایج‌تر و مقرون به صرفه‌تر از لیزرهای دیگر هستند، اما دارای معایبی هستند، مانند "بال" آنها یا مناطق کم شدت که از مرکز قابل استفاده پرتو امتداد می‌یابند. اگر شدت بال های یک پرتو گاوسی کمتر از آستانه مورد نیاز برای کاربرد باشد، معمولاً منجر به هدر رفتن انرژی می شود (شکل 1). آنها همچنین باعث آسیب به ناحیه اطراف می شوند و ناحیه تحت تأثیر گرما را گسترش می دهند، که می تواند برای کاربردهایی مانند جراحی لیزر و پردازش مواد دقیق مضر باشد. برش یا شکل دادن به ویژگی‌های ظریف با تیر گاوسی به دلیل بزرگ‌تر بودن ناحیه متاثر از حرارت تیر، دقت کمتری نسبت به تیر بالای کلاه/تیر بالای تخت دارد، که باعث می‌شود تیرهای بالا کلاه/تیرهای بالای تخت انتخاب بهتری برای چنین کاربردهایی باشند.

 

 

کلاه بالا / تیرهای بالای تخت

یکی از راه‌های ارزیابی نزدیکی یک تیر واقعی به یک تیر بالای مسطح ایده‌آل، ضریب صافی (F_η). این با تقسیم مقدار متوسط ​​تابش بر حداکثر مقدار تابش همانطور که توضیح داده شد تعیین می شود.

 

Fη=متوسط ​​تابش / حداکثر تابش

 

عدم وجود بالها و تغییر لبه های تندتر در تیرهای کلاه بالایی/بالای تخت، امکان انتقال انرژی کارآمدتر و کاهش ناحیه تحت تأثیر حرارت را فراهم می کند. این برای طیف گسترده ای از کاربردها که دقت بالا و به حداقل رساندن آسیب به منطقه اطراف در اولویت است مفید است. در کاربردهای اندازه‌شناسی مانند آزمایش آستانه آسیب ناشی از لیزر (LIDT)، نمایه یکنواخت و کاملاً مشخص یک پرتو کلاه بالایی/بالای تخت، عدم قطعیت اندازه‌گیری و واریانس آماری را کاهش می‌دهد.

 

پرتوهای کلاه بالایی/بالای تخت به اندازه پرتوهای گاوسی مقرون به صرفه نیستند، زیرا برای تبدیل خروجی لیزر به یک پرتو کلاه بالا/بالای تخت به یک جزء شکل دهنده پرتو اضافی نیاز است (شکل 3). این جزء شکل دهنده پرتو را می توان در منبع لیزر قرار داد یا در خارج از لیزر قرار داد. این شکل دهنده های تیر اضافی به تراز xy حساس هستند و به قطر پرتو ورودی بستگی دارند. پرتو لیزر بالا کلاه/بالای تخت تحت تبدیل ثابت نمی ماند. بنابراین، پروفیل تیر کلاه بالا/تیر بالای تخت به طور طبیعی با انتشار تیر حفظ نمی شود. تبدیل فوریه تابع کلاه بالا/بالای تخت یک تابع نقطه هوایی است، به این معنی که کلاه بالایی/تیر بالای تخت در نهایت به یک نقطه هوایی تبدیل می شود.

شکل 3: انیمیشن یک پروفیل پرتو در حال تبدیل بین توزیع گاوسی و توزیع بالای تخت.

 

 

استفاده از پرتوهای لیزری با کلاه بالا/کلاه تخت طیف وسیعی از مزایای را برای انواع کاربردهای صنعتی و علمی ارائه می دهد. با توزیع یکنواخت انرژی و توانایی کاهش عدسی حرارتی و اندازه نقطه، این نوع پرتو می تواند به بهبود دقت، سازگاری و اثربخشی بسیاری از فرآیندهای مختلف لیزر کمک کند.

 

SDQY Laser یک کارخانه دستگاه تمیز کننده لیزر با قدرت فنی است. ما یک تیم تحقیق و توسعه حرفه ای داریم تا تجهیزات تمیزکننده لیزری با کیفیت بالا و کارایی بالا، از جمله دستگاه های تمیزکننده لیزر پرتوی گاوسی 200 وات، 300 وات، 500 وات و پرتوهای لیزری 100 وات 200 وات 300 وات 1000 وات را به مشتریان ارائه دهیم. در عین حال، ما همچنین می توانیم راه حل های تمیز کردن لیزر خودکار سفارشی را با توجه به نیازهای مشتری برای رفع نیازهای مختلف مشتریان ارائه دهیم.

در توسعه آینده، ما به حفظ اصل "کیفیت اول، خدمات اول"، بهبود مستمر کیفیت محصولات و خدمات، و ارائه راه حل های تمیز کننده لیزری بهتر به مشتریان ادامه خواهیم داد. از مشتریانی از هر طبقه استقبال کنید تا با ما تماس بگیرند و آینده بهتری را با هم بسازیم!