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26/09/2018

Control térmico en todos los láseres de estado sólido

El puntero láser se ha desarrollado rápidamente en los últimos años debido a sus ventajas únicas, tales como alta eficiencia de conversión, excelente calidad de haz, larga vida útil, estructura compacta, estable y confiable, y otros láseres tradicionales de estado sólido bombeados por lámpara. Se ha convertido en la corriente principal del desarrollo de láser de estado sólido. Y ampliamente utilizado en el procesamiento industrial, impresión en color, visualización y médico, comunicaciones, militar y muchos otros campos.

En el caso de los sistemas láser de estado sólido, el alcance de la gestión térmica incluye principalmente el control térmico de las fuentes de la bomba, los medios de trabajo del láser, las fuentes de la unidad y los componentes accesorios (como los generadores de armónicos).

La gestión térmica de la fuente de la bomba es principalmente para la matriz de diodos láser, y su aplicación mejora dramáticamente la eficiencia del sistema láser de estado sólido. Sin embargo, para controlar la temperatura de operación en un rango relativamente estrecho, se requiere un control térmico relativamente completo. Sistema, esto es diferente de las miras de láser, en las que la longitud de onda de salida se ajusta a la temperatura para que coincida con la línea de absorción máxima; y el enfriador TE controla la matriz.

mira laser

En segundo lugar, el láser funciona problema común de gestión térmica.

Tomando como ejemplo el cristal Nd: YAG, el cristal Nd: YAG es el medio de trabajo sólido más ampliamente utilizado y más representativo. Es un sistema de cuatro niveles, como se muestra en la Figura 1. Cuando el cristal Nd: YAG es excitado (bombeado) por la energía externa, las partículas en el estado fundamental cambiarán al nivel de energía 4. La vida útil de las partículas en el nivel de energía 4 es extremadamente corto, y la relajación térmica es rápida al nivel de energía metaestable. Tres en adelante

Desde el nacimiento de la primera mira láser en 1960, las personas han estado luchando contra los efectos térmicos dañinos asociados con los láseres. Se han logrado resultados significativos en la reducción del calor inútil, pero no se han resuelto por completo. En resumen, hay principalmente dos aspectos del trabajo:

1. Minimizar el calor inútil generado en el medio de trabajo.
El láser de estado sólido utiliza un láser azul en lugar de un medio láser de estado sólido bombeado por flash. Como la luz de la bomba y la banda de absorción se combinan perfectamente, el calor inútil se reduce significativamente, pero se puede ver desde el nivel de energía del YAG. El calor no deseado todavía se genera en el medio de trabajo debido a los defectos cuánticos, la absorción del estado excitado y similares. Se ha desarrollado una variedad de técnicas de bombeo a baja temperatura (una variedad de métodos que eliminan aún más el calor inútil causado por defectos cuánticos, denominados colectivamente como técnicas de bombeo a baja temperatura) para reducir también el calor inútil en el puntero láser de 3000mW.

2. Bajo las condiciones técnicas existentes, el calor inútil en el medio láser solo se puede minimizar, pero no se puede eliminar, reduciendo y compensando los efectos adversos causados ​​por el calor inútil.
En la actualidad, se han desarrollado varias tecnologías para reducir y compensar los efectos adversos causados ​​por el calor inútil, como:
A. El flujo de calor es consistente con la dirección del láser, y se reduce la influencia de la distorsión térmica en la calidad del haz del láser.
B. Para reducir aún más los efectos adversos del calor inútil, se han desarrollado varias técnicas prácticas efectivas para la geometría del medio de trabajo del láser, el procedimiento de enfriamiento de la bomba y el diseño estructural, mientras que la concentración de dopaje, la fuerza de bombeo y la distribución reducen, gradientes térmicos, etc. Estos incluyen el uso de barras redondas, tubos, lamas, discos, fibras ópticas, etc., para facilitar una disipación de calor eficiente. Actualmente, existen principalmente los siguientes tipos: Láseres de barra redonda bombeados con LD, que se han reducido significativamente con el bombeo de LD El calor inútil que ingresa al medio de trabajo es pequeño, pero la temperatura inútil debido a defectos cuánticos, eficiencia cuántica y conversión ascendente Las pérdidas aún afectan seriamente el rendimiento del láser verde de 500 mW.

Para lograr una potencia láser promedio alta, alta eficiencia, salida láser de alta calidad de haz, la primera condición es asegurar la uniformidad de la bomba.

El puntero láser verde 500 mW funciona intermitentemente. Durante el bombeo y la emisión del láser, el medio de trabajo no se enfría, el medio de trabajo es "energía de almacenamiento", el medio de trabajo se enfría durante el período intermitente después de que se detiene la emisión del láser y luego ingresa el siguiente ciclo. En comparación con los láseres de estado sólido tradicionales, la relación de "área de superficie / volumen" del medio de trabajo con láser verde es 2 ~ 3 órdenes de magnitud más grande que otros medios de trabajo a granel, y el efecto de disipación de calor es bueno; Se determina que el diámetro del núcleo d y la apertura numérica NA no se verán afectados por el calor inútil en el medio; el diámetro del núcleo es pequeño y es fácil lograr un bombeo uniforme de alta densidad de potencia.

http://www.monocity.jp/profile.html?id=B3900005

18/09/2018

El láser de fibra y el módulo

Con el rápido crecimiento de la participación de mercado del módulo láser en el campo del procesamiento industrial, la producción de módulos láser semiconductores de un solo tubo de alta potencia continúa aumentando. El corte con láser del asbesto produce una gran cantidad de polvo. Se recomienda que no realice directamente el procesamiento de asbesto en el equipo láser bajo ninguna circunstancia.

Además, los recubrimientos o aceites en algunos materiales pueden producir humos tóxicos nocivos cuando se procesa con láser y la capa de papel sobre el plástico se quema.

Ya no dependen de piedras preciosas, cámaras de gas, barras de luz o matrices de semiconductores de láser como fuentes de bombeo, y no requieren ningún sistema óptico complejo y complejo. El medio de excitación es una fibra dopada con elementos de tierras raras (como lantano, cerio, lantano, etc.). Los láseres de fibra también han abierto una nueva gama de aplicaciones, como la detección médica y marina. El satélite de reconocimiento reconoce el objetivo terrestre utilizando varios sensores fotoeléctricos instalados en él. Si el sensor fotoeléctrico se irradia con un rayo láser, el satélite de reconocimiento también se convertirá en un "escorpión".

Estos punteros láser de 200mW tienen muchas ventajas, como alta eficiencia, tamaño pequeño y bajos costos operativos (el precio general es más económico que los láseres convencionales). Sin embargo, los clientes en la industria de procesamiento de materiales industriales son relativamente conservadores y creen que la nueva tecnología tiene factores poco confiables. Sin embargo, esta situación está experimentando cambios tremendos. En la actualidad, las ventas globales anuales de fibra óptica son de aproximadamente 100 millones de dólares estadounidenses, y actualmente IPG representa la mayor parte del mercado.

IPG Photonics, una empresa privada con sede en Oxford, Massachusetts, fue fundada en 1991 por Valentin Gapontsev y estableció su línea de módulos de semiconductores de láser de tubo único, utilizando la tecnología MBE para producir en masa módulos de un solo tubo de 6-10 vatios. IPG afirma que es el mayor fabricante del mundo de módulos láser de semiconductores con la capacidad de producir millones de vatios de módulos por año. En 2005, alcanzó una producción anual de 1 megavatio. Ahora, la compañía ha planeado aumentar la producción de módulos a gran escala y actualmente está construyendo una segunda línea de producción para hacer frente a las nuevas necesidades de crecimiento.

La producción anual total de IPG ha crecido en más del 60% anual en los últimos tres años. En 2005, se acercaba a los $ 100 millones y había saltado al top 10 de la industria láser global. De acuerdo con la tendencia de crecimiento esperada, se espera que entre en el top 5 en 2006.

puntero láser 5000mW

Tanto IPG como JDSU están utilizando esta estructura de producción integrada omnidireccional. JDSU también está produciendo sistemas láser de fibra, pero la empresa con sede en los Estados Unidos, California, tiene solo una pequeña cuota de mercado de estos punteros láser de 5000 mW. JDSU ofrece módulos de tubo único de grado de comunicación de alta confiabilidad que se pueden usar en la producción de láser de fibra. IPG utilizó los módulos producidos por JDSU antes del módulo de producción propia. JDSU e IPG son las únicas dos compañías que actualmente utilizan esta estructura en el mercado de láser de fibra. Por supuesto, la situación puede cambiar en cualquier momento. De acuerdo con la manera tradicional de pensar, la gente piensa que la división del trabajo y la cooperación en la cadena de productos es un modelo de desarrollo razonable, y los fabricantes de módulos no deben participar directamente en la fabricación de los láseres azules de 5000 mW. Los hechos muestran que este modelo no siempre es correcto.

Antes de cortar con láser cualquier material nuevo, el operador debe revisar cuidadosamente las hojas de datos de materiales proporcionadas por el fabricante o proveedor del material para anticipar si hay ciertos subproductos peligrosos al cortar, o tomar precauciones de seguridad con anticipación para garantizar la seguridad de los operadores y otro personal Dentro del área de corte. Las siguientes son algunas consideraciones comunes para los materiales de corte:

Cuando el zinc o el zincado se aplican por procesamiento láser, producirá óxido de zinc gaseoso. Si el cuerpo humano inhala más, puede causar envenenamiento. Cuando se corta con láser en acero inoxidable, produce óxido de cromo, que es irritante y corrosivo para la piel e incluso puede causar cáncer. Cuando el láser procesa teflón (PTFE), el material liberará fluoruro de hidrógeno tóxico, que es muy dañino. Si no hay medidas de protección estrictas y un buen sistema de eliminación de polvo y humo, no se debe realizar el procesamiento de teflón.

Cuando se utiliza el puntero láser potente para procesar plásticos kesang (policarbonato) y ABS (rutenio acrílico), se liberan humos tóxicos irritantes. Cuando se realiza el corte con láser de PVC (cloruro de polivinilo), se genera gas venenoso HCl, y este gas se disuelve en agua para formar ácido clorhídrico, que tiene un efecto destructivo en metales y tejidos. Por lo tanto, cuando se lanza el potente láser azul en la entrada del periscopio, el comandante y el conductor que está observando la situación externa con el periscopio serán conducidos.

http://www.punterolaser.de.rs/las-comparaciones

10/09/2018

Uso de láseres para estudiar reacciones químicas

El desarrollo de los punteros láser verde ha durado más de 30 años, y Estados Unidos, Rusia, Gran Bretaña, Alemania, Francia, Israel y otros países han logrado un progreso significativo en el desarrollo. Para competir por la supremacía aérea, mientras se desarrolla activamente la tecnología satelital, la tecnología láser se utiliza para desarrollar armas anti-satélites, es decir, el uso de armas láser para destruir los satélites de reconocimiento enemigos y la alerta temprana. Satélite o deshabilitarlo. Entre ellos, el desarrollo de los Estados Unidos es el más prominente y completo. En la actualidad, tiene las capacidades de desarrollo y despliegue global. Se espera desplegar varios tipos, como el basado en el espacio, en el aire y en tierra en los próximos 15 años. Al mismo tiempo, en la guerra moderna, el papel de los satélites es cada vez más grande. Por ejemplo, en 1975, la antigua Unión Soviética usó estos láseres verdes para encender instantáneamente dos satélites estadounidenses que vuelan sobre Siberia para monitorear sus lanzamientos de misiles

Los científicos del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de Estados Unidos utilizan tecnología láser de alta resolución para estudiar los detalles del proceso de reacción química de la fotodisociación molecular. Sus resultados facilitan la prueba y el refinamiento de nuevas teorías de reacción química, que pueden ayudar a descubrir. El método consiste en controlar el producto de reacción mediante la luz. Sus resultados se publican en "Física Química Física Física". Por lo tanto, creo que el puntero láser 1000 mW puede hacer eso.

Greg Hall, el científico jefe y químico dijo: "Hay muchos problemas fronterizos no resueltos en cómo este enlace químico es destruido por la absorción de luz". El ejercicio de simulación con láser ha ahorrado dramáticamente el costo del uso, pero ha demostrado vívidamente la atmósfera de guerra y garantizado la seguridad del personal. Por lo tanto, es ampliamente acogido por los militares de todos los países.

El grupo de Hall estudió un compuesto ICN que consiste en un átomo de yodo, un átomo de carbono y un átomo de nitrógeno, que se descompone en grupos de yodo y carbono-nitrógeno cuando se expone a la luz.

Debido al tiempo de enfriamiento periódico, se puede adoptar un enfriamiento natural por aire, y se reduce la estructura completa, lo cual es especialmente adecuado para uso militar.
Debido a que la longitud de onda de emisión del diodo se desplaza con la temperatura, el diodo de la bomba tiene un control de temperatura para garantizar una alta eficiencia de la bomba, y la potencia de LD aumenta continuamente.

Dado que la densidad de potencia en el puntero láser de 2000mW es muy alta y la fibra está extendida, la posibilidad de efectos no lineales es excelente. Los principales efectos no lineales en el hilo incluyen: dispersión Brillouin estimulada (SBS), dispersión Raman estimulada (SRS) y modulación autofásica (para láseres pulsados).

Hall dijo: "Esta es una excelente oportunidad para explorar el fenómeno de la interferencia cuántica en las reacciones químicas. A escala microscópica de las moléculas, la superposición de ondas de materia con diferentes fases puede cambiar completamente las propiedades del producto". Hasta ahora, aunque la energía no puede destruir el satélite de gran altitud, puede ser dañada por varias armas láser que apuntan simultáneamente a una luna.

Tomando el ICN como ejemplo, tiene dos rutas de reacción diferentes correspondientes a diferentes estados excitados. Cuando están enojados, los electrones no podrán mantener la integridad de la molécula. A medida que las partículas lineales se desintegran, los átomos excitados causarán que los fragmentos CN giren. Usando un puntero láser astronómico para iniciar la reacción y otro pulso láser para detectar, los científicos pueden obtener información detallada acerca de la rotación del fragmento antes de que los desechos sean perturbados por otras moléculas. Se puede ver que el arma láser tiene un significado táctico y estratégico en el campo militar.

En el trabajo anterior, los científicos utilizaron luz polarizada linealmente para excitar y detectar el eje de rotación y la dirección de los fragmentos. En el último artículo, utilizaron luz polarizada circularmente para observar el patrón, que puede distinguir la dirección de rotación de las piezas previamente iguales. Los dos movimientos del láser de astronomía en la misma dirección y en la dirección opuesta. El 7 de marzo de 2007, los ejercicios militares de las armas láser de EE. UU. Provocaron que todos los dispositivos fotovoltaicos de un satélite ruso fallaran instantáneamente.

puntero laser astronomico verde

La aplicación militar más atractiva del láser es el puntero láser astronómico, un arma de energía dirigida que es una nueva tecnología de alta tecnología que utiliza la enorme energía transportada por un rayo láser de alto brillo para destruir o matar objetivos como aviones enemigos, misiles y satélites , y personal. Arma conceptual La poderosa arma láser tiene las ventajas únicas sobre otras armas. Tiene las ventajas de alta velocidad, alta precisión, larga distancia de intercepción, transferencia de fuego rápido, sin interferencias de ondas electromagnéticas externas y fuerza de lucha intensa. Es un verdadero asesino, una película de ciencia ficción.

http://punterolaser.wifeo.com/usando-un-puntero-laser.php

 
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