Понимание «одномодовости» и «многомодовости» в чистящих лазерах в одной статье 

В промышленном производстве очистка является жизненно важным звеном. Хотя традиционные методы очистки, такие как механическая очистка и химическая очистка, могут в определенной степени удовлетворить производственные потребности, они часто имеют такие проблемы, как низкая гибкость и загрязнение окружающей среды. С развитием науки и техники появилась технология лазерной очистки, и с ее высокой эффективностью, защитой окружающей среды и бесконтактными характеристиками она постепенно стала новым фаворитом в области очистки. Среди них, одномодовые и многомодовые в волоконных импульсных лазерах являются двумя наиболее часто используемыми типами лазеров. Итак, в чем разница между ними? Каковы их соответствующие преимущества и недостатки? Для каких сценариев применения они подходят? Эта статья раскроет их вам по одному.

Что такое одномодовый и многомодовый?

Режим лазера обычно относится к состоянию распределения энергии в плоскости, перпендикулярной направлению распространения лазера, которое можно разделить на одномодовый и многомодовый. Одномодовый означает, что когда лазер работает, он производит только одну моду лазерного излучения. Интенсивность энергии одного режима постепенно уменьшается от центра к внешнему краю, а форма распределения энергии представляет собой гауссову кривую. Ее луч называется гауссовым лучом основной моды. Выходной лазерный луч одного режима имеет характеристики высокого качества луча, малого диаметра луча, малого угла расхождения и распределения энергии, близкого к идеальной гауссовой кривой. Кроме того, один режим имеет лучшие характеристики фокусировки, небольшое пятно фокусировки и сильную стабильность режима, что подходит для сценариев очистки, требующих сильного удаления, например, ржавчины.

Световое пятно, выдаваемое многомодовым лазером, часто состоит из комбинации нескольких мод. Распределение энергии в световом пятне относительно равномерное, и чем больше мод, тем равномернее распределение энергии. Световой луч также называют пучком с плоской вершиной. По сравнению с одномодовым, качество пучка многомодовых лазеров хуже, угол расхождения больше, и для передачи требуется оптическая система с большей апертурой. Сфокусированное световое пятно больше, чем у одномодового. Однако многомодовый легче обеспечивает большую энергию одиночного импульса, высокую пиковую мощность и высокую среднюю выходную мощность, а распределение энергии равномерное, что более выгодно для сценариев очистки, требующих меньшего повреждения и высокой эффективности, таких как плесень.

Каковы преимущества и недостатки одномодовой и многомодовой лазерной очистки?

Одномодовые лазеры подходят для удаления сильно прилипших загрязнений, таких как ржавчина и т. д., а также подходят для очистки тонких материалов и прецизионных деталей, чувствительных к тепловому воздействию, благодаря хорошему качеству луча, небольшому сфокусированному пятну и высокой плотности энергии. Однако из-за чрезмерной концентрации одномодовой энергии она может нанести определенный ущерб основному материалу во время очистки.

Для таких сцен, как пресс-формы, которые не требуют повреждения основного материала после очистки, необходимо использовать многомодовые лазеры. Многомодовые лучи имеют равномерное распределение энергии и высокую пиковую мощность и могут контролировать пиковую плотность мощности так, чтобы она была выше порога повреждения загрязняющих веществ, но ниже основного материала. Поэтому во время очистки загрязняющие вещества могут быть эффективно удалены без разрушения поверхностной структуры материала. Кроме того, сфокусированное пятно многомодового лазера больше. Для сцен, где одномодовый и многомодовый режимы могут достичь одинакового эффекта очистки, эффективность очистки многомодового режима обычно выше. Однако для сильно прилипших загрязнений многомодовая лазерная очистка может оказаться неспособной сделать это.

Сценарии применения одномодовых и многомодовых лазеров

Основываясь на преимуществах и недостатках одномодовых и многомодовых очищающих лазеров, сценарии применения для них также различаются.

Основные сценарии применения одномодовых:

● Удаление ржавчины с металла: Высокая плотность энергии одномодовых лазеров делает его идеальным выбором для удаления ржавчины с металла. Он может эффективно удалять слой ржавчины с поверхности металла. Чем выше мощность лазера, тем сильнее способность удаления ржавчины и выше эффективность. MRJ-Laser выпустила высокомощный одномодовый импульсный лазер мощностью 1000 Вт. Выход QBH легко интегрируется и имеет преимущества сильной очищающей способности и высокой эффективности.

● Очистка окислов сварки: Во время процесса сварки из-за высокой температуры обработки в сварном шве и его окрестностях легко образуются окислы и осадочные частицы материала, что влияет на качество и внешний вид сварки. MRJ-Laser выпустила одномодовый лазер мощностью 200-500 Вт, который может точно удалять окислы, обеспечивая внешний вид и качество после сварки.

● Очистка прецизионных деталей: MRJ-Laser выпустила 100~200 Вт одномодовые лазеры с выходом QCS, которые обладают высокой очищающей способностью и низким тепловыделением. Материал будет иметь небольшую деформацию и термическое воздействие после очистки.