El comerciante de láseres ultravioleta de alta potencia le dice qué es un láser de estado sólido.

 

1. Láser de estado sólido

 

El láser de estado sólido (SSL) es un tipo de láser con material sólido como medio de ganancia del láser. Está compuesto principalmente por un medio de ganancia, un sistema de enfriamiento, un resonador óptico y una fuente de bombeo. Desde Maiman et al. utilizó cristal de rubí (Cr:Al2O, longitud de onda de 694,3 nm) como material de trabajo del láser para fabricar el primer láser de estado sólido del mundo en 1960, los láseres de estado sólido han sido uno de los láseres más estudiados por los científicos. En comparación con otros láseres, los láseres de estado sólido tienen ventajas únicas, como alta potencia de salida, amplio rango de longitud de onda de salida (especialmente combinado con tecnología de duplicación de frecuencia), salida continua o pulsada y fácil uso. Son ampliamente utilizados en la industria, el ejército, la información y la agricultura. , ciencia, medicina, negocios y otros campos.

 

láser de estado sólido

 

2. Principio de funcionamiento del láser de estado sólido

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El principio de funcionamiento de los láseres de estado sólido es la operación combinada de cuatro componentes principales. El medio de ganancia es el núcleo del láser de estado sólido y consta de una matriz y partículas activadas. La matriz determina las propiedades físicas y químicas del medio de ganancia, mientras que la estructura del nivel de energía y las características de transición de las partículas activadas tiene un impacto decisivo en el rendimiento del láser y la vida útil de la fluorescencia; el sistema de refrigeración es la clave del láser de estado sólido, a través del cual se extrae el calor del interior del medio de ganancia para reducir el efecto térmico del medio de ganancia; el resonador óptico está compuesto por un espejo de reflexión total y un medio espejo. Se compone de oscilación continua a través de la retroalimentación positiva de fotones para formar emisión estimulada, y al mismo tiempo controla la dirección y frecuencia del haz para asegurar alta monocromaticidad y alta directividad del láser de salida; la fuente de la bomba proporciona luz de una frecuencia específica para hacer que las partículas dentro del medio de ganancia. La inversión de partículas se realiza mediante la excitación de un estado de baja energía a un estado de alta energía.

 

3. La diferencia entre láseres de estado sólido y láseres de fibra

 

La diferencia entre los dos se refleja principalmente en las diferencias de aplicación en el campo de las aplicaciones de procesamiento láser:

 

(1) Marcado láser

 

Láser de estado sólido: marcaje de materiales metálicos/no metálicos, entre los que se encuentran los materiales no metálicos, envases, vidrios, cerámicas, plásticos, polímeros, etc., especialmente para el marcaje de materiales finos y de alto precio unitario.

 

Láser de fibra: principalmente para marcar materiales metálicos.

 

(2) corte por láser

 

Láser de estado sólido: corte de materiales metálicos/no metálicos, especialmente corte de alta precisión de materiales delgados.

 

Láser de fibra: principalmente para corte de materiales metálicos, principalmente para corte de materiales gruesos.

 

(3) Perforación láser

 

(4) soldadura láser

 

Láser de estado sólido: principalmente para soldar materiales no metálicos, especialmente para soldadura de alta precisión de materiales delgados.

 

Láser de fibra: principalmente para soldadura de materiales metálicos, principalmente para soldadura de materiales gruesos.

 

Diferencia principal:

 

El láser de estado sólido tiene un pico de potencia alto y una energía de pulso alta, y puede convertir la luz infrarroja en luz verde, luz ultravioleta, luz ultravioleta profunda y otras salidas de láser de longitud de onda corta a través de cristales no lineales. Los láseres de longitud de onda corta tienen pequeños efectos térmicos y pueden lograr una mayor precisión de mecanizado, logrando así un mecanizado ultrapreciso y ultramicro. Además, la eficiencia de absorción y utilización de la mayoría de los materiales, especialmente los materiales no metálicos, para longitudes de onda cortas es significativamente mejor que la de las longitudes de onda infrarrojas. Por lo tanto, los tipos de materiales adecuados para los láseres de estado sólido pueden superar las limitaciones de los materiales metálicos y extenderse a la gama de materiales no metálicos. Materiales delgados y quebradizos Tiene ventajas en el mecanizado y se utiliza en el campo del micromecanizado.

 

La salida del láser de fibra es luz infrarroja, que se utiliza principalmente en el campo del macroprocesamiento de materiales metálicos con cierto espesor.

 

(5) Fabricación Aditiva (Impresión 3D)

 

Láseres de estado sólido: fotocurado e impresión 3D de materiales altamente reflectantes y de alto punto de fusión.

 

Láseres de fibra: sinterización de metales

 

La principal diferencia: el fotocurado actúa sobre la resina fotosensible, el material de resina no absorbe la luz infrarroja y el material de alta reflexión refleja un haz de longitud de onda larga como la luz infrarroja, por lo que este tipo de aplicación utiliza principalmente láser de estado sólido; la sinterización de metales actúa principalmente sobre materiales metálicos, los láseres de fibra de salida continua de alta potencia tienen ventajas.

 

(6) revestimiento láser

 

Se basa principalmente en láseres de fibra. El revestimiento láser es similar a la sinterización de metales y se utilizan principalmente láseres de fibra.

 

(7) Investigación científica de frontera

 

Basado principalmente en láseres de estado sólido, incluido el análisis ambiental, el análisis genético, la fusión nuclear y otros campos.

 

Los requisitos de precisión de tales escenarios de aplicación han alcanzado un nivel submicrónico o incluso nanométrico. Los láseres UV de estado sólido se han convertido en la fuente de luz preferida para los equipos de procesamiento de núcleos en tales escenarios de aplicación debido a sus ventajas de longitud de onda corta, potencia máxima alta y energía de pulso grande.