Mga Pagkakaiba sa pagitan ng fiber at CO2 laser lens

Pambungad: Ang Puso ng Iyong Sistema ng Laser

Nasa puso ng bawat mataas na presisyong makina sa pagputol at pagsusulsi ng laser ay isang mahalagang bahagi: ang lens assembly para sa pagtuon. Ang sistemang optikal na ito ang responsable sa pagkuha ng makapal na sinag ng laser at pagpokus ng enerhiya nito sa isang napakaliit ngunit matinding tuldok, na siya namang nagbibigay-daan sa laser na tumagos sa metal o mag-sulsi nang may mataas na presisyon. Gayunpaman, hindi pare-pareho ang lahat ng laser, at dahil dito, hindi rin pareho ang kanilang mga lens assembly. Para sa fiber laser lens, iba-iba ang disenyo ng optical path at istruktura mula sa iba't ibang tagagawa ng laser cutting head, kahit na magkapareho sila ng diameter at focal length. Sa CO2 focusing lens naman, ang hugis, diameter, kapal ng gilid, at focal length ang mga pangunahing parameter na kailangang malaman ng lahat ng gumagamit bago bilhin.

Ang Pangunahing Pagkakaiba: Nagsisimula Ito sa Haba ng Daluyong

Ang pinakamahalagang salik na nagpapahiwalay sa dalawang uri ng mga lens na ito ay ang haba ng daluyong (wavelength) ng laser light na kanilang dinisenyo upang gamitin. Ang haba ng daluyong, na sinusukat sa microns (μm) o nanometers (nm), ang nagtatakda kung paano makikipag-ugnayan ang liwanag sa materya, kasama na rito ang mismong materyal ng lens.

• CO2 Lasers: Ang mga laser na ito ay gumagana sa mahabang haba ng daluyong na 10.6 micrometers (μm). Nasa gitna ito ng infrared spectrum, na hindi nakikita ng mata ng tao.
• Fiber Lasers: Sa kabila nito, ang fiber lasers ay naglalabas ng liwanag sa mas maikling haba ng daluyong, karaniwan ay mga 1.07 micrometers (μm) o 1064 nanometers (nm). Nasa malapit na infrared spectrum ito.

Bakit ito mahalaga? Isipin mo ang paggamit ng isang salaming bintana upang ipunin ang init mula sa isang kampo apoy. Maaaring pigilan ng salamin ang init (mahabang alon na infrared) habang pinapapasok ang nakikitang liwanag. Katulad nito, ang mga materyales na ganap na transparent sa isang haba ng daluyong ng liwanag ay maaaring ganap na hindi nagpapadaan o sumisipsip sa isa pang haba. Ito ang pangunahing dahilan kung bakit hindi magagamit ang lens assembly ng fiber laser sa isang CO2 laser system, at ang kabaligtaran.

Materyal ng Lens: Susi sa Transparensya at Pagtanggap ng Lakas

Ang iba't ibang haba ng daluyong ay direktang nagdidikta sa mga materyales kung saan dapat gawin ang mga indibidwal na optikal na elemento sa loob ng lens assembly. Ang pagpili na ito ay nakakaapekto sa gastos, tibay, at pagganap, lalo na sa ilalim ng mataas na kondisyon ng lakas.

• CO2 Laser Lenses: Ang gold-standard na materyal para sa mga optical element sa isang CO2 lens assembly ay Zinc Selenide (ZnSe). Mayroon ang ZnSe ng lubhang mababang absorption rate para sa 10.6μm na wavelength, na nagbibigay-daan sa laser energy na dumaan nang may minimum na pagkawala at pagkakabuo ng init. Ginagamit din ang iba pang materyales tulad ng Germanium (Ge) at Gallium Arsenide (GaAs) para sa mga tiyak na high-power o specialized application. Mas mahal kadalasan ang mga materyales na ito at sensitibo sa thermal shock.

Fiber Laser Lenses: Ang napiling materyal para sa mga optical element sa isang karaniwang fiber laser lens assembly ay Fused Silica o sintetikong quartz. Nagtatampok ang Fused Silica ng napakahusay na transparency sa 1μm na wavelength, mataas na thermal stability, at mahusay na resistensya sa thermal lensing—ang fenomenong ito ay nangyayari kapag nag-iinit ang lens at nagbabago ng hugis, nagdedefocus sa sinag. Matibay din ito at nakikipagtalo sa kontaminasyon, na gumagawa dito bilang matibay para sa mga industrial na kapaligiran.

Optical Design: Lens Assembly vs. Optical Elements

Ang pag-unawa sa optikal na disenyo ay nangangailangan ng pagkakaiba-iba sa pagitan ng buong "lens assembly" at ng mga indibidwal na "optical elements" sa loob nito. Ang isang focusing lens ay isang sistema, at ang implementasyon nito ay hindi limitado sa isang uri lamang ng optical element.

CO2 Laser Optics: Ang isang CO2 laser focusing assembly ay maaaring gumamit ng transmissive (gamit ang lenses) at reflective (gamit ang mirrors) na disenyo. Bagaman karaniwan ang ZnSe lenses, sa napakataas na antas ng kapangyarihan (hal., maraming kilowatts), mas ginustong gamitin ang reflective focusing mirrors. Kadalasan ito ay parabolic mirrors na gawa sa tanso o molibdenum. Ito ay isang mahusay na halimbawa kung saan ang isang "CO2 focusing lens assembly" ay hindi kinakailangang maglaman man ng transmissive lens element; ang pangunahing bahagi nito ay maaaring isang reflective mirror.

Fiber Laser Optics: Ang isang modernong fiber laser cutting head ay isang kumplikadong optical system. Karaniwan, ang lens assembly na ito ay mayroong maramihang elemento: isang collimating lens group, isang focusing lens group, at isang protective window. Ang pangunahing focusing element sa loob ng assembly na ito ay karaniwang gawa sa Fused Silica dahil sa mahusay nitong kabuuang katangian. Gayunpaman, mahalaga ang pag-unawa na maaaring iisa lang ang lens, doublet (dalawang lens na pinagsama), o kahit aspherical lens ang element na ito, depende sa kinakailangang performance. Kaya nga, ang ugnayan sa pagitan ng "fiber laser lens assembly" at ng tiyak na "lens element" ay hindi nakapirmi; ito ay isang naka-customize na solusyon.

Application Focus: Bakit Mahalaga ang Tamang Lens sa Iyong Resulta

Ang pagkakaiba ng wavelength ay hindi lang nakakaapekto sa lens; ito ang nagdedesisyon kung aling mga materyales ang maaaring mahusay na maproseso ng laser.

• CO2 Lasers na may ZnSe Lente: Ang 10.6μm na haba ng daluyong ay lubos na sinisipsip ng mga di-metalikong materyales. Dahil dito, ang mga CO2 laser, kasama ang tamang lens assembly, ang nangungunang napiling gamit sa pagputol at pag-ukit sa kahoy, akrilik, plastik, tela, at keramika.
• Fiber Lasers na may Fused Silica Lente: Ang 1μm na haba ng daluyong ay mas epektibong sinisipsip ng mga metal. Ito ang nagiging sanhi kung bakit ang fiber laser lens assembly ang pinakasentro ng modernong paggawa ng metal. Ito ang pangunahing bahagi na nagbibigay-daan sa pagputol, pagsali, at pagmamarka ng bakal, stainless steel, aluminum, tanso, at tansing pilak nang may di-matularing bilis at kahusayan sa enerhiya.

Ano ang mga Pagkakaiba sa Pagpapanatili ng CO2 Optics at Fiber Optics

Dahil sa natatanging mga katangian ng 1064nm na malapit-sa-infranel na mga laser, ang kalidad ng kanilang pangunahing sinag, at kompaktong disenyo, ang pagputol gamit ang fiber laser ay nagpakita ng malaking bentahe sa kahusayan ng proseso, tiyakness, at kabisaan sa gastos. Lalo na angkop para sa mga aplikasyon sa paggawa ng metal, ang mga sistema ng fiber laser ay mabilis na nakakakuha ng bahagi sa merkado mula sa mga makina ng CO2 laser cutting sa mga nakaraang taon. Kumpara sa mga CO2 laser, ang mga fiber laser ay nangangailangan ng mas mababang gastos sa pagpapanatili para sa kanilang pangunahing mga bahaging optikal at mas madaling palitan. Patuloy na pinoproseso ng mga tagagawa ang disenyo ng mga ulo ng pagputol, na nagbibigay-daan sa mga gumagamit na palitan agad ang mga bahagi nang hindi nasira ang mga panloob na sangkap. Halimbawa, ang drawer ng lente para sa pagtuon at drawer ng collimating lens hayaan ang mga gumagamit na magpalit sa isang malinis na kapaligiran nang hindi kailangan ng tulong mula sa propesyonal. Gayunpaman, dahil sa kumplikadong panloob na istruktura ng CO2 laser, ang pagpapalit ng lahat ng optical components ay dapat isagawa ng mga propesyonal na nasa lugar, na hindi mura.