一文看懂清洗激光器里的“单模”与“多模”发表时间:2024-11-01 09:15 在工业生产中,清洗是一个至关重要的环节。传统的清洗方式,如机械清洗和化学清洗,虽然能在一定程度上满足生产需求,但往往存在灵活性不高、污染环境等问题。随着科技的进步,激光清洗技术应运而生,以其高效、环保、非接触式的特点,逐渐成为清洗领域的新宠。其中,光纤脉冲激光中的单模和多模是最常用的两种激光器类型。那么,它们之间到底有何差异?各自又有哪些优缺点?适用于哪些应用场景?本文将为您一一揭晓。 激光的模式通常指激光垂直于传播方向上平面内的能量分布状态,有单模与多模之分。单模指的是激光器在工作时,只产生一种模式的激光输出。单模的能量强度由中心至外缘逐步减弱,能量分布形式为高斯曲线,其光束称为基模高斯光束。单模输出的激光束具有光束质量高、光束直径小、发散角小、能量分布接近理想高斯曲线等特点。此外,单模具有较好的聚焦特性,聚焦光斑小且模式稳定性强,适用于需要强去除的清洗场景,如铁锈等。 图 单模能量分布示意 多模激光器输出的光斑则往往由多种模式组合而成,光斑内能量分布较为均匀,且模式越多,能量分布越均匀,其光束也称为平顶光束。与单模相比,多模激光器的光束质量较差,发散角更大,需要更大通光孔径的光学系统传输且聚焦光斑比单模要大。然而,多模较容易实现大单脉冲能量、高峰值功率和高平均功率输出,且能量分布均匀,对于清洗要求损伤小和效率高的场景更具优势,如模具等。 图 多模能量分布示意 单模激光器由于光束质量好、聚焦光斑小和能量密度高等特点,适用于去除强附着力的污染物如青锈等,还适用于对热输入敏感的薄材和精密零件的清洗。然而,由于单模能量过于集中,在清洗时可能对基底材料造成一定的损伤。 对于模具等要求清洗后基材无损伤的场景,则必须选用多模激光器。多模光束能量分布均匀、峰值功率高,可以控制峰值功率密度高于污染物的破坏阈值而低于基材,因此清洗时能有效去除污染物而不会破坏材料表面的结构。此外,多模的聚焦光斑较大,对于单模和多模能达到相同清洗效果的场景,多模的清洗效率通常更高。然而,对于强附着的污染物,多模激光清洗可能力不从心。 图 单模与多模清洗对比 基于单模和多模清洗激光器各自的优缺点,二者适用的应用场景也有所不同。 单模主要应用场景: ● 金属除锈:单模激光器的高能量密度使其成为金属除锈的理想选择,可以高效去除金属表面的锈蚀层,激光功率越高,锈斑去除能力越强且效率越高。光至推出1000W高功率单模脉冲激光器,QBH输出便于集成,具有清洗能力强、效率高等优点。 ● 焊缝氧化物清洗:在焊接过程中,由于加工过程温度高,焊缝及周围容易形成氧化物及材料析出杂物影响焊接质量与外观,光至推出200~500W单模激光器,能够精确清除氧化物,确保焊后外观及质量。 ● 精密部件清洗:光至推出100~200W单模激光器,QCS输出,清洗能力强、热输出小,材料清洗后变形小、热影响小。 多模主要应用场景: ● 模具清洗:模具在使用过程中可能会积累残留物,如塑料、金属碎片、灰尘等,这些残留物会影响产品的表面质量,造成产品缺陷。定期清洗模具可以防止腐蚀和磨损,从而延长模具的使用寿命。由于模具基材与污染物特性差异较大,采用平顶光束可以有效去除污染物且不伤模具。光至推出500~1000W 方形光斑多模激光器,清洗模具效率高,无损伤基材。 ● 钙钛矿电池清边:指在薄膜太阳能电池片的边缘清洗膜层,创建一个绝缘区域,利于后续的封装工作。光至推出YFPN-1000-GMC-H50-F激光器,方形光斑输出,能量分布均匀,峰值功率高,能够一次性清除干净膜层,玻璃无损伤,效率高。 ● 激光毛化:采用激光对材料表面进行毛化,可以显著提升材料表面的附着力。根据不同的毛化粗糙度要求,光至可以提供5mJ,15mJ,50mJ不同单脉冲能量的多模激光器,保证毛化效率的同时实现不同的粗糙度要求。 源自网络 下一篇传感器技术及市场
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