Как работает лазер TRUMPF?

TRUMPF — известный производитель промышленных лазеров, включая системы лазерной резки, сварки и маркировки.

Лазеры, в том числе производства TRUMPF, работают на основе процесса, называемого вынужденным излучением. Вот упрощенное объяснение того, как работает лазер:

1. Среда. Лазер содержит среду — материал, способный излучать свет. Среда может быть твердой, жидкой или газообразной, в зависимости от типа лазера. В разных средах создаются лазеры с разными длинами волн и характеристиками.

2. Накачка. Лазерная среда возбуждается источником накачки, которым может быть электрический разряд, лампы-вспышки или диодные лазеры. Источник накачки добавляет энергию в среду, поднимая электроны внутри атомов на более высокие энергетические уровни.

3. Инверсия населенности. Когда электроны поглощают энергию, они перемещаются на более высокие энергетические уровни, создавая инверсию населенности. Это означает, что в состояниях с более высокой энергией находится больше электронов, чем в состояниях с более низкой энергией.

4. Вынужденное излучение. Когда возбужденный электрон в состоянии с более высокой энергией возвращается в состояние с более низкой энергией, он высвобождает энергию в виде фотона — частицы света. При вынужденном излучении фотон, проходящий мимо возбужденного электрона, вызывает испускание другого фотона с той же энергией, направлением и фазой. Этот процесс создает цепную реакцию, приводящую к излучению когерентного луча света.

5. Оптическая обратная связь. Резонатор лазера состоит из двух зеркал — одного полностью отражающего, а другого частично отражающего. Частично отражающее зеркало позволяет части излучаемого света выходить в виде лазерного луча, тогда как полностью отражающее зеркало отражает свет обратно в среду. Эта обратная связь поддерживает процесс стимулированного излучения, усиливая свет и генерируя когерентный и сфокусированный лазерный луч.

6. Лазерный луч. Луч продолжает прыгать между зеркалами взад и вперед, интенсивность которого растет с каждым проходом. Проходя через частично отражающее зеркало, он покидает лазер в виде концентрированного, коллимированного и когерентного луча света.

Важно отметить, что отдельные лазерные системы TRUMPF могут включать в себя дополнительные технологии и функции для оптимизации производительности, такие как системы подачи луча, оптика формирования луча и механизмы управления. Однако описанные выше основные принципы работы лазера являются общими для большинства лазерных систем.

Вот некоторая информация о характеристиках и технических аспектах лазеров TRUMPF:

Типы: TRUMPF производит различные типы лазеров, включая твердотельные лазеры, лазеры на углекислом газе (CO2) и волоконные лазеры. Каждый тип лазера имеет свои особые области применения и преимущества.

Диапазон мощности: лазеры TRUMPF доступны в различных диапазонах мощности: от нескольких ватт до нескольких киловатт. Это делает их пригодными для широкого спектра применений: от тонкой обработки мелких деталей до высокоскоростной резки и сварки крупных конструктивных деталей.

Волоконные технологии: TRUMPF также обладает сильным техническим потенциалом в области волоконных лазеров. Волоконные лазеры используют оптические волокна в качестве среды передачи лазера и отличаются высокой гибкостью и надежностью. Волоконные лазеры TRUMPF подходят для различных применений, включая резку, сварку, маркировку и обработку поверхности.

Лазерная резка и сварка: Лазеры TRUMPF имеют широкий спектр применения при резке и сварке металлов. Система лазерной резки использует лазерный луч с высокой плотностью энергии для плавления материала и продувки режущего отверстия через газовое сопло для достижения высокоточной и высокоскоростной резки. Системы лазерной сварки используют тепловую энергию лазерного луча для нагрева и плавления материалов, обеспечивая точный и контролируемый процесс сварки.

Лазерная маркировка: система лазерной маркировки TRUMPF позволяет наносить постоянную маркировку на различные материалы, такие как металл, пластик, керамика и стекло. Лазерная маркировка позволяет добиться высокоточной, контрастной и долговечной маркировки и широко используется в таких областях, как идентификация продукции, отслеживание и декорирование.

Автоматизация и интеграция программного обеспечения: лазерные системы TRUMPF часто сочетаются с передовыми решениями по автоматизации и интеграции программного обеспечения. Эти решения позволяют автоматизировать работу лазера, осуществлять удаленный мониторинг и управление данными, повышая эффективность производства и контроль качества.