Perbezaan antara kanta gentian dan kanta laser CO2

Pengenalan: Jantung Sistem Laser Anda

Di dalam setiap mesin pemotong dan kimpalan laser berpresisi tinggi terdapat komponen penting: perakuan kanta fokus. Sistem optik ini bertanggungjawab untuk mengambil alur laser yang kuat dan memfokuskan tenaganya ke dalam tompok yang sangat kecil dan pekat, yang membolehkan laser memotong logam atau mengimpal dengan ketepatan tinggi. Namun, tidak semua laser adalah sama, dan oleh itu, perakuan kanta mereka juga tidak sama. Untuk kanta laser gentian, pengeluar kepala pemotong laser yang berbeza mempunyai reka bentuk laluan optik dan struktur yang berbeza, walaupun mungkin mempunyai diameter dan panjang fokus yang sama. Manakala untuk kanta fokus CO2, bentuk, diameter, ketebalan tepi, dan panjang fokus adalah parameter utama yang perlu diketahui semua pengguna sebelum pembelian.

Perbezaan Asas: Semuanya Bermula dengan Panjang Gelombang

Faktor paling penting yang membezakan dua kanta ini ialah panjang gelombang cahaya laser yang direkabentuk untuk digunakan. Panjang gelombang, diukur dalam mikron (μm) atau nanometer (nm), menentukan bagaimana cahaya berinteraksi dengan jirim, termasuk bahan kanta itu sendiri.

• Laser CO2: Laser ini beroperasi pada panjang gelombang panjang iaitu 10.6 mikrometer (μm). Ini berada dalam spektrum inframerah tengah, yang tidak kelihatan oleh mata manusia.
• Laser Fiber: Sebaliknya, laser fiber menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang jauh lebih pendek, biasanya sekitar 1.07 mikrometer (μm) atau 1064 nanometer (nm). Ini berada dalam spektrum inframerah dekat.

Mengapa ini penting? Bayangkan cuba menggunakan tingkap kaca untuk menumpukan haba dari api unggun. Kaca tersebut mungkin menghalang haba (inframerah gelombang panjang) sambil membenarkan cahaya kelihatan menembusinya. Begitu juga, bahan yang telus sepenuhnya kepada satu panjang gelombang cahaya boleh menjadi sepenuhnya legap atau menyerap bagi panjang gelombang lain. Inilah sebab utama mengapa susunan kanta laser gentian tidak boleh digunakan dalam sistem laser CO2, dan sebaliknya.

Bahan Kanta: Kunci kepada Kelegaan dan Pengendalian Kuasa

Panjang gelombang yang berbeza secara langsung menentukan bahan-bahan yang perlu digunakan untuk menghasilkan elemen optik individu di dalam susunan kanta tersebut. Pilihan ini memberi kesan kepada kos, ketahanan, dan prestasi, terutamanya dalam keadaan kuasa tinggi.

• Kanta Laser CO2: Bahan piawaian emas untuk elemen optik dalam perakitan kanta CO2 ialah Zink Selenida (ZnSe). ZnSe mempunyai kadar penyerapan yang sangat rendah pada panjang gelombang 10.6μm, membolehkan tenaga laser melaluinya dengan kehilangan dan penjanaan haba yang minimum. Bahan lain seperti Germanium (Ge) dan Gallium Arsenide (GaAs) juga digunakan untuk aplikasi khusus atau berkuasa tinggi tertentu. Bahan-bahan ini biasanya lebih mahal dan boleh sensitif terhadap kejutan terma.

Kanta Laser Gentian: Bahan pilihan untuk elemen optik dalam perakitan kanta laser gentian piawai ialah Silika Terlakur atau kuartz sintetik. Silika Terlakur menawarkan ketelusan luar biasa kepada panjang gelombang 1μm, kestabilan terma yang tinggi, dan rintangan cemerlang terhadap pengkantaan terma—fenomena di mana kanta memanas dan berubah bentuk, menyebabkan sinar menjadi tidak fokus. Ia juga sangat keras dan tahan terhadap pencemaran, menjadikannya tahan lasak untuk persekitaran industri.

Reka Bentuk Optik: Perakitan Kanta berbanding Elemen Optik

Memahami reka bentuk optik memerlukan perbezaan antara "perakitan kanta" yang lengkap dan "elemen optik" individu di dalamnya. Kanta fokus adalah satu sistem, dan pelaksanaannya tidak terhad kepada satu jenis elemen optik sahaja.

Optik Laser CO2: Perakitan fokus laser CO2 boleh menggunakan rekabentuk transmisif (menggunakan kanta) dan reflektif (menggunakan cermin). Walaupun kanta ZnSe adalah biasa digunakan, pada tahap kuasa yang sangat tinggi (contohnya, beberapa kilowatt), cermin fokus reflektif menjadi pilihan utama. Ini sering kali merupakan cermin parabolik yang diperbuat daripada tembaga atau molibdenum. Ini adalah contoh utama di mana "perakitan kanta fokus CO2" tidak semestinya mengandungi sebarang elemen kanta transmisif; komponen utamanya boleh berupa cermin reflektif.

Optik Laser Fiber: Kepala pemotong laser fiber moden merupakan sistem optik yang kompleks. Susunan kanta ini biasanya mengandungi beberapa elemen: kumpulan kanta kolimasi, kumpulan kanta fokus, dan tingkap pelindung. Elemen fokus utama di dalam susunan ini kebanyakannya diperbuat daripada Silika Gabungan kerana sifat keseluruhannya yang sangat baik. Namun, adalah penting untuk memahami bahawa elemen ini boleh berupa satu kanta tunggal, dobulet (dua kanta yang dilekatkan bersama), atau malah kanta asfera, bergantung kepada prestasi yang diperlukan. Oleh itu, hubungan antara "susunan kanta laser fiber" dan "elemen kanta" tertentu tidak tetap; ia merupakan penyelesaian yang disesuaikan.

Fokus Aplikasi: Mengapa Kanta yang Tepat Menentukan Keputusan Anda

Perbezaan panjang gelombang bukan sahaja mempengaruhi kanta; ia menentukan bahan-bahan apa yang boleh diproses secara efisien oleh laser.

• Laser CO2 dengan Kanta ZnSe: Panjang gelombang 10.6μm diserap dengan sangat baik oleh bahan bukan logam. Ini menjadikan laser CO2, yang dipasangkan dengan susunan kanta yang betul, pilihan utama untuk memotong dan mengukir kayu, akrilik, plastik, tekstil, dan seramik.
• Laser Fiber dengan Kanta Silika Terlakur: Panjang gelombang 1μm diserap dengan jauh lebih cekap oleh logam. Ini menjadikan susunan kanta laser fiber sebagai teras pembuatan logam moden. Ia merupakan komponen utama yang membolehkan pemotongan, kimpalan, dan penandaan keluli, keluli tahan karat, aluminium, gangsa, dan tembaga dengan kelajuan dan kecekapan tenaga yang tiada tandingan.

Apakah Perbezaan dari Segi Penyelenggaraan antara Optik CO2 dan Optik Fiber

Oleh kerana sifat unik laser infra merah dekat 1064nm, kualiti sinar asas mereka, dan reka bentuk yang padat, pemotongan laser serat telah menunjukkan kelebihan yang signifikan dalam kecekapan pemprosesan, ketepatan, dan kos efektif. Terutama sesuai untuk aplikasi pembuatan logam, sistem laser serat telah dengan cepat memperoleh bahagian pasaran daripada mesin pemotong laser CO2 dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Berbanding laser CO2, laser serat memerlukan kos penyelenggaraan yang lebih rendah untuk komponen optik teras mereka dan lebih mudah diganti. Pengilang terus mengoptimumkan reka bentuk kepala pemotong, membolehkan pengguna menggantikan bahagian dengan cepat tanpa merosakkan komponen dalaman. Sebagai contoh, fokus laci kanta dan laci kanta kollimasi membolehkan pengguna melakukan penggantian dalam persekitaran yang bersih tanpa memerlukan bantuan profesional. Walau bagaimanapun, kerana struktur dalaman laser CO2 yang kompleks, penggantian semua komponen optik mesti dilakukan oleh profesional di tempat, yang tidak murah.