सिंगल-मोड बनाम मल्टी-मोड लेजर

सिंगल मोड क्या है? मल्टीमोड क्या है?

ए के बीच आवश्यक अंतरसिंगल-मोड लेजर और एक मल्टीमोड लेजरयह है कि सिंगल-मोड लेजर के आउटपुट बीम पैटर्न में केवल एक मोड होता है, जबकि मल्टीमोड लेजर के आउटपुट बीम पैटर्न में कई मोड होते हैं;

यही है, एकल-मोड दो-आयामी विमान में लेजर ऊर्जा के एकल वितरण मोड को संदर्भित करता है, और बहु-मोड एक दूसरे पर आरोपित और स्थानिक ऊर्जा वितरण मोड द्वारा गठित कई वितरण मोड को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, आपका लेज़र 1064 एनएम है, मान लीजिए कि आपने सभी 1064 हिट किए, लेकिन एक लक्ष्य के लिए, यदि एक ही समय में, एक से अधिक बिंदु हैं, जैसे कि 10 रिंग्स 9 रिंग्स 7 रिंग्स 2 रिंग्स, सब कुछ, यहां तक ​​कि एक बड़ा छेद भी , वह एक बहु-अनुप्रस्थ मोड है। लेकिन अगर आप सभी 10 रिंगों को एक बिंदु पर शूट करते हैं, तो वह एकल क्षैतिज मोड [1] है।

आप एकल-मोड की कल्पना मध्य के रूप में कर सकते हैं जो धनुष और तीर है, और बहु-मोड नीचे है जो धनुष और तीर है।

ऊर्जा वितरण के संदर्भ में:

उद्योग अक्सर एकल मोड कहता है, लेजर के अनुप्रस्थ मोड को संदर्भित करता है, अर्थात, क्रॉस-सेक्शन के भीतर केवल एक मोड है, जो गॉसियन वितरण है, फोकस बाहरी किनारे का केंद्र है, और लेजर ऊर्जा घनत्व है घटते क्रम में। दूसरी ओर, मल्टी-मोड, क्रॉस-सेक्शन में कई ऊर्जा बिंदुओं को प्रस्तुत करता है, और जितने अधिक मोड होते हैं, उतनी ही अधिक ऊर्जा एक फ्लैट-टॉप तरीके से वितरित की जाती है, लाक्षणिक रूप से एक लाल लटकन और एक भेड़िये के दांत की छड़ी की तुलना में .

सिंगल मोड और मल्टी-मोड के बीच का अंतरवेल्डिंग अनुप्रयोगोंयह है कि: यदि आप डीप फ्यूजन वेल्डिंग करना चाहते हैं, तो यह सिंगल मोड या कम मोड के लिए उपयुक्त है, सिंगल मोड में डीप फ्यूजन वेल्डिंग, स्टिक वेल्डिंग, फिलेट वेल्डिंग, आदि में फायदे हैं। फ्यूजन डेप्थ को हिट करने के लिए उच्च ऊर्जा घनत्व आसान है। .

मल्टी-मोड उथले वेल्डिंग, अच्छी सपाटता और एक समान वेल्ड ऊर्जा के लिए उपयुक्त है, लेकिन आधार सामग्री के कम पिघलने बिंदु के कारण वेल्ड के केंद्र में पृथक और वेध जैसे गुणवत्ता के नुकसान से बचने के लिए भी। [1]

जैसा कि ऊपर दिखाया गया है: बायां आंकड़ा एकल मौलिक मोड ऊर्जा वितरण है, सर्कल के केंद्र के पीछे किसी भी दिशा में ऊर्जा वितरण गॉसियन वक्र (सामान्य वितरण) के रूप में है; सही आंकड़ा एक मल्टी-मोड ऊर्जा वितरण है, जिसका सार कई एकल लेजर मोड के सुपरपोजिशन द्वारा गठित स्थानिक ऊर्जा वितरण है, मल्टी-मोड सुपरपोजिशन का परिणाम एक फ्लैट-टॉप वितरण का अनुमान लगाने वाला एक ऊर्जा वक्र है।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है: यह मानते हुए कि वक्र का ऊर्ध्वाधर समन्वय ऊर्जा घनत्व, ग्रीन क्लास गाऊसी ऊर्जा वितरण, ब्लू क्लास मल्टीमोड एनर्जी डिस्ट्रीब्यूशन और रेड क्लास फ्लैट-टॉप बीम का प्रतिनिधित्व करता है, यह देखा जा सकता है कि सिंगल-मोड ऊर्जा घनत्व में अधिक केंद्रित है और प्रति इकाई उच्च ऊर्जा घनत्व है।

सामान्य तौर पर, सिंगल-मोड मल्टीमोड को लेजर बीम गुणवत्ता एम² से अलग किया जा सकता है:

एम² कारक की गणना वास्तविक बीम चौड़ाई और विचलन कोण के उत्पाद को आदर्श बीम चौड़ाई और विचलन कोण के उत्पाद से विभाजित करके की जाती है, जहां आदर्श बीम को मौलिक मोड गॉसियन बीम द्वारा परिभाषित किया जाता है और बीम चौड़ाई द्वारा परिभाषित किया जाता है दूसरे क्रम का क्षण। जब लेज़र बीम विपथन-मुक्त ऑप्टिकल प्रणाली से होकर गुजरता है, तो इसका M² कारक संचरण अपरिवर्तनीय होता है और M² 1 से अधिक या उसके बराबर होता है; M² 1 से जितना दूर होगा, लेजर बीम की गुणवत्ता उतनी ही खराब होगी।

M2 के आधार पर, लेसरों को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है; M2 <1.3 एक शुद्ध सिंगल-मोड लेज़र है, M2 1.3 और 2 के बीच है। 0 अर्ध-एकल-मोड लेज़र है, और M2 > 2. 0 एक मल्टीमोड लेज़र है।

सिंगल-मोड लेजर फाइबर कोर व्यास छोटा (14um) है, ऊर्जा गाऊसी वितरण है, फोकल स्पॉट छोटा है, उच्च ऊर्जा घनत्व (समान शक्ति, ऊर्जा घनत्व मल्टीमोड से 4-10 गुना अधिक है), और द गर्मी प्रभावित क्षेत्र छोटा है, विशेष रूप से उच्च एंटी-मिश्र धातु (एल्यूमीनियम, तांबा) के लिए तुरंत पिघला हुआ पूल कीहोल बना सकता है (ऊर्जा घनत्व उच्च एंटी-मिश्र धातु पिघलने की सीमा से बहुत अधिक है), कोई उच्च उत्क्रमण नहीं, नुकसान पहुंचाना आसान नहीं है फाइबर, और उच्च विरोधी मिश्र धातु उच्च गति प्रसंस्करण प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन सूक्ष्म कनेक्शन में भी फायदे हैं।

गर्मी इनपुट: एकल-मोड ऊर्जा अधिक केंद्रित है, छोटे गर्मी-प्रभावित क्षेत्र, छोटे पिघल पूल, छोटे थर्मल विरूपण, बड़ी पिघलने की गहराई, तेज चाकू की तरह एकल-मोड बीम, बुलेट टिप की तरह बहु-मोड;

वेल्डिंग प्रक्रिया: सिंगल-मोड कीहोल ओपनिंग छोटी है, मल्टी-मोड कीहोल ओपनिंग बड़ी है, वेल्डिंग स्थिरता में परिलक्षित होती है, सिंगल-मोड लो-स्पीड वेल्डिंग स्थिर नहीं है, स्पैटर और पोरसिटी के लिए आसान है, ऑसिलेटिंग हेड से मिलान करने की आवश्यकता है, कंपन दर्पण, या उच्च गति वेल्डिंग, कम गति वेल्डिंग स्पैटर बड़ा, पतली प्लेट स्टैकिंग, स्पटरिंग वेल्डिंग है; मेटलोग्राफिक में परिलक्षित, सिंगल-मोड में अधिक गहराई-से-चौड़ाई अनुपात (मेटलोग्राफिक गहराई से चौड़ाई का अनुपात) होता है; मल्टी-मोड थर्मल कंडक्शन वेल्डिंग और डीप फ्यूजन वेल्डिंग स्विचिंग में मुक्त हो सकता है, जो स्प्लिसिंग के लिए उपयुक्त है, और गैप में उतार-चढ़ाव के साथ अत्यधिक संगत है;

आवेदन अंतर: छोटे स्थान, ऊर्जा एकाग्रता, अच्छी पैठ, गर्मी इनपुट के महीन नियंत्रण के कारण एकल मोड, माइक्रो कनेक्शन प्रोसेसिंग (3 सी, मेडिकल, आदि) के लिए अधिक उपयुक्त है, लेकिन शक्ति अधिक नहीं है (वर्तमान अधिकतम 3 {{{ 4}}W परिपक्व वाणिज्यिक); बहु-मोड उच्च शक्ति (10,000 वाट) प्रदान कर सकता है, बड़े क्षेत्र वेल्डिंग के लिए उपयुक्त, विभिन्न सामग्री मोटाई प्रसंस्करण के साथ उच्च संगतता, विभिन्न मोटाई के लिए, विभिन्न अंतराल, विभिन्न सामग्रियों को लागू किया जा सकता है। मल्टी-मोड की लागत के भी फायदे हैं।