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一文看懂清洗激光器里的“單模”與“多模”

deom ? 來(lái)源:deom ? 作者:deom ? 2024-11-01 10:07 ? 次閱讀

工業(yè)生產(chǎn)中,清洗是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的清洗方式,如機(jī)械清洗和化學(xué)清洗,雖然能在一定程度上滿足生產(chǎn)需求,但往往存在靈活性不高、污染環(huán)境等問(wèn)題。隨著科技的進(jìn)步,激光清洗技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,以其高效、環(huán)保、非接觸式的特點(diǎn),逐漸成為清洗領(lǐng)域的新寵。其中,光纖脈沖激光中的單模和多模是最常用的兩種激光器類(lèi)型。那么,它們之間到底有何差異?各自又有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?適用于哪些應(yīng)用場(chǎng)景?本文將為您一一揭曉。

何為單模與多模

激光的模式通常指激光垂直于傳播方向上平面內(nèi)的能量分布狀態(tài),有單模與多模之分。單模指的是激光器在工作時(shí),只產(chǎn)生一種模式的激光輸出。單模的能量強(qiáng)度由中心至外緣逐步減弱,能量分布形式為高斯曲線,其光束稱(chēng)為基模高斯光束。單模輸出的激光束具有光束質(zhì)量高、光束直徑小、發(fā)散角小、能量分布接近理想高斯曲線等特點(diǎn)。此外,單模具有較好的聚焦特性,聚焦光斑小且模式穩(wěn)定性強(qiáng),適用于需要強(qiáng)去除的清洗場(chǎng)景,如鐵銹等。

多模激光器輸出的光斑則往往由多種模式組合而成,光斑內(nèi)能量分布較為均勻,且模式越多,能量分布越均勻,其光束也稱(chēng)為平頂光束。與單模相比,多模激光器的光束質(zhì)量較差,發(fā)散角更大,需要更大通光孔徑的光學(xué)系統(tǒng)傳輸且聚焦光斑比單模要大。然而,多模較容易實(shí)現(xiàn)大單脈沖能量、高峰值功率和高平均功率輸出,且能量分布均勻,對(duì)于清洗要求損傷小和效率高的場(chǎng)景更具優(yōu)勢(shì),如模具等。

單模與多模激光清洗有哪些優(yōu)缺點(diǎn)

單模激光器由于光束質(zhì)量好、聚焦光斑小和能量密度高等特點(diǎn),適用于去除強(qiáng)附著力的污染物如青銹等,還適用于對(duì)熱輸入敏感的薄材和精密零件的清洗。然而,由于單模能量過(guò)于集中,在清洗時(shí)可能對(duì)基底材料造成一定的損傷。

對(duì)于模具等要求清洗后基材無(wú)損傷的場(chǎng)景,則必須選用多模激光器。多模光束能量分布均勻、峰值功率高,可以控制峰值功率密度高于污染物的破壞閾值而低于基材,因此清洗時(shí)能有效去除污染物而不會(huì)破壞材料表面的結(jié)構(gòu)。此外,多模的聚焦光斑較大,對(duì)于單模和多模能達(dá)到相同清洗效果的場(chǎng)景,多模的清洗效率通常更高。然而,對(duì)于強(qiáng)附著的污染物,多模激光清洗可能力不從心。

單模與多模激光器的應(yīng)用場(chǎng)景

基于單模和多模清洗激光器各自的優(yōu)缺點(diǎn),二者適用的應(yīng)用場(chǎng)景也有所不同。

單模主要應(yīng)用場(chǎng)景:

金屬除銹:?jiǎn)文<す馄鞯母吣芰棵芏仁蛊涑蔀榻饘俪P的理想選擇,可以高效去除金屬表面的銹蝕層,激光功率越高,銹斑去除能力越強(qiáng)且效率越高。光至推出1000W高功率單模脈沖激光器,QBH輸出便于集成,具有清洗能力強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

焊縫氧化物清洗:在焊接過(guò)程中,由于加工過(guò)程溫度高,焊縫及周?chē)菀仔纬裳趸锛安牧衔龀鲭s物影響焊接質(zhì)量與外觀,光至推出200~500W單模激光器,能夠精確清除氧化物,確保焊后外觀及質(zhì)量。

精密部件清洗:光至推出100~200W單模激光器,QCS輸出,清洗能力強(qiáng)、熱輸出小,材料清洗后變形小、熱影響小。

多模主要應(yīng)用場(chǎng)景:

模具清洗:模具在使用過(guò)程中可能會(huì)積累殘留物,如塑料、金屬碎片、灰塵等,這些殘留物會(huì)影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量,造成產(chǎn)品缺陷。定期清洗模具可以防止腐蝕和磨損,從而延長(zhǎng)模具的使用壽命。由于模具基材與污染物特性差異較大,采用平頂光束可以有效去除污染物且不傷模具。光至推出500~1000W方形光斑多模激光器,清洗模具效率高,無(wú)損傷基材。

鈣鈦礦電池清邊:指在薄膜太陽(yáng)能電池片的邊緣清洗膜層,創(chuàng)建一個(gè)絕緣區(qū)域,利于后續(xù)的封裝工作。光至推出YFPN-1000-GMC-H50-F激光器,方形光斑輸出,能量分布均勻,峰值功率高,能夠一次性清除干凈膜層,玻璃無(wú)損傷,效率高。

激光毛化:采用激光對(duì)材料表面進(jìn)行毛化,可以顯著提升材料表面的附著力。根據(jù)不同的毛化粗糙度要求,光至可以提供5mJ,15mJ,50mJ不同單脈沖能量的多模激光器,保證毛化效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同的粗糙度要求。

源自網(wǎng)絡(luò)

審核編輯 黃宇

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