看懂清洗激光器里的“單模”與“多?!? 發(fā)布時間:2024-10-31 17:10:14
激光的模式通常指激光垂直于傳播方向上平面內(nèi)的能量分布狀態(tài),有單模與多模之分。單模指的是激光器在工作時,只產(chǎn)生一種模式的激光輸出。單模的能量強(qiáng)度由中心至外緣逐步減弱,能量分布形式為高斯曲線,其光束稱為基模高斯光束。單模輸出的激光束具有光束質(zhì)量高、光束直徑小、發(fā)散角小、能量分布接近理想高斯曲線等特點(diǎn)。此外,單模具有較好的聚焦特性,聚焦光斑小且模式穩(wěn)定性強(qiáng),適用于需要強(qiáng)去除的清洗場景,如鐵銹等。
多模激光器輸出的光斑則往往由多種模式組合而成,光斑內(nèi)能量分布較為均勻,且模式越多,能量分布越均勻,其光束也稱為平頂光束。與單模相比,多模激光器的光束質(zhì)量較差,發(fā)散角更大,需要更大通光孔徑的光學(xué)系統(tǒng)傳輸且聚焦光斑比單模要大。然而,多模較容易實(shí)現(xiàn)大單脈沖能量、高峰值功率和高平均功率輸出,且能量分布均勻,對于清洗要求損傷小和效率高的場景更具優(yōu)勢,如模具等。
單模激光器由于光束質(zhì)量好、聚焦光斑小和能量密度高等特點(diǎn),適用于去除強(qiáng)附著力的污染物如青銹等,還適用于對熱輸入敏感的薄材和精密零件的清洗。然而,由于單模能量過于集中,在清洗時可能對基底材料造成一定的損傷。
對于模具等要求清洗后基材無損傷的場景,則必須選用多模激光器。多模光束能量分布均勻、峰值功率高,可以控制峰值功率密度高于污染物的破壞閾值而低于基材,因此清洗時能有效去除污染物而不會破壞材料表面的結(jié)構(gòu)。此外,多模的聚焦光斑較大,對于單模和多模能達(dá)到相同清洗效果的場景,多模的清洗效率通常更高。然而,對于強(qiáng)附著的污染物,多模激光清洗可能力不從心。