Was ist der Single-Modus? Was ist ein Multimode?
Der wesentliche Unterschied zwischen aSinglemode-Laser und ein Multimode-Laserist, dass ein Single-Mode-Laser nur einen Modus im Ausgangsstrahlmuster hat, während ein Multimode-Laser mehrere Moden im Ausgangsstrahlmuster hat;
Das heißt, „Einzelmodus“ bezieht sich auf einen einzelnen Verteilungsmodus der Laserenergie in der zweidimensionalen Ebene, und „Mehrmodus“ bezieht sich auf eine Reihe von Verteilungsmodi, die einander überlagert sind und durch den räumlichen Energieverteilungsmodus gebildet werden. Angenommen, Ihr Laser hat eine Wellenlänge von 1064 nm. Angenommen, Sie treffen alle 1064 nm, treffen aber auf ein Ziel, wenn gleichzeitig mehr als ein Punkt vorhanden ist, z. B. 10 Ringe, 9 Ringe, 7 Ringe, 2 Ringe, alles, sogar ein großes Loch , das ist ein Multitransversalmodus. Wenn Sie jedoch alle 10 Ringe auf einmal abschießen, handelt es sich um einen einzelnen horizontalen Modus [1].
Sie können sich Single-Mode als die Mitte vorstellen, die aus Pfeil und Bogen besteht, und Multi-Mode als die Unterseite, die aus Pfeil und Bogen besteht.
Zur Energieverteilung:
In der Industrie wird häufig von „Einzelmodus“ gesprochen und bezieht sich auf den Transversalmodus des Lasers, d in absteigender Reihenfolge. Multimode hingegen präsentiert viele Energiepunkte im Querschnitt, und je mehr Moden es gibt, desto mehr wird die Energie flacher verteilt, bildlich verglichen mit einer roten Quaste und einem Wolfszahnstab .
Der Unterschied zwischen Single-Mode und Multi-Mode inSchweißanwendungenDas heißt: Wenn Sie tiefes Schmelzschweißen durchführen möchten, ist es für den Einzelmodus oder weniger Modus geeignet. Der Einzelmodus hat Vorteile beim Spleiß-Tiefschmelzschweißen, Stabschweißen, Kehlschweißen usw. Eine hohe Energiedichte ist einfacher, die Schmelztiefe zu erreichen .
Multimode eignet sich für flaches Schweißen, gute Ebenheit und gleichmäßige Schweißenergie, aber auch zur Vermeidung von Qualitätseinbußen wie Ablation und Perforation in der Mitte der Schweißnaht, die durch den niedrigen Schmelzpunkt des Grundmaterials verursacht werden. [1]
Wie oben gezeigt: Die linke Abbildung zeigt die Energieverteilung eines einzelnen Grundmodus. Die Energieverteilung in jede Richtung über den Mittelpunkt des Kreises hinaus hat die Form einer Gaußschen Kurve (Normalverteilung); Die korrekte Abbildung ist eine Multimode-Energieverteilung, deren Kern die räumliche Energieverteilung ist, die durch die Überlagerung mehrerer einzelner Lasermoden gebildet wird. Das Ergebnis der Multimode-Überlagerung ist eine Energiekurve, die einer Flat-Top-Verteilung nahekommt.
Wie in der Abbildung gezeigt: Unter der Annahme, dass die vertikale Koordinate der Kurve die Energiedichte, die Gaußsche Energieverteilung der grünen Klasse, die Multimode-Energieverteilung der blauen Klasse und den Strahl mit flacher Spitze der roten Klasse darstellt, ist dieser Einzelmodus zu erkennen ist in der Energiedichte konzentrierter und hat eine höhere Energiedichte pro Einheit.
Generell lässt sich Singlemode Multimode von der Laserstrahlqualität M² unterscheiden:
Der M²-Faktor wird berechnet, indem das Produkt aus der tatsächlichen Strahlbreite und dem Divergenzwinkel durch das Produkt aus der idealen Strahlbreite und dem Divergenzwinkel dividiert wird, wobei der ideale Strahl durch den Gaußschen Strahl im Grundmodus und die Strahlbreite durch definiert wird das Moment zweiter Ordnung. Wenn der Laserstrahl das aberrationsfreie optische System durchläuft, ist sein M²-Faktor die Transmissionsinvariante und M² größer oder gleich 1; Je weiter M² von 1 abweicht, desto schlechter ist die Qualität des Laserstrahls.
Je nach M2 können Laser in drei Typen eingeteilt werden; M2 < 1,3 ist ein reiner Single-Mode-Laser, M2 zwischen 1,3 und 2. 0 ist ein Quasi-Single-Mode-Laser und M2 > 2. 0 ist ein Multimode-Laser.
Der Kerndurchmesser der Singlemode-Laserfaser ist klein (14 µm), die Energie ist eine Gaußsche Verteilung, der Brennfleck ist klein, die Energiedichte ist hoch (gleiche Leistung, die Energiedichte ist 4-10-mal höher als bei Multimode) und die Die Wärmeeinflusszone ist klein, insbesondere bei Legierungen mit hohem Antilegierungsgehalt (Aluminium, Kupfer) kann sich sofort ein Schlüsselloch im Schmelzbad bilden (die Energiedichte ist viel größer als die Schmelzschwelle der hohen Antilegierung), keine hohe Umkehrung, nicht leicht zu beschädigen Faser, und kann hohe Anti-Legierung High-Speed-Verarbeitung erreichen, aber auch in den Mikroverbindungen haben Vorteile.
Wärmeeintrag: Singlemode-Energie ist konzentrierter, kleine Wärmeeinflusszone, kleines Schmelzbad, geringe thermische Verformung, große Schmelztiefe, Singlemode-Strahl wie ein scharfes Messer, Multimode wie eine Kugelspitze;
Schweißprozess: Single-Mode-Schlüssellochöffnung ist klein, Multi-Mode-Schlüssellochöffnung ist groß, was sich in der Schweißstabilität widerspiegelt, Single-Mode-Low-Speed-Schweißen ist nicht stabil, leicht zu Spritzern und Porosität, muss an den oszillierenden Kopf angepasst werden, Vibrationsspiegel oder Hochgeschwindigkeitsschweißen, Schweißspritzer bei niedriger Geschwindigkeit sind größer, dünne Blechstapelung, Sputterschweißen; Dies spiegelt sich in der Metallographie wider und der Singlemode weist ein größeres Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis (das Verhältnis von metallographischer Tiefe zu Breite) auf. Multimode kann beim Wärmeleitungsschweißen und Tiefschmelzschweißen frei geschaltet werden, eignet sich zum Spleißen und ist hochkompatibel mit Spaltschwankungen;
Anwendungsunterschiede: Einzelmodus aufgrund des kleinen Flecks, Energiekonzentration, gute Durchdringung, feinere Steuerung des Wärmeeintrags, besser geeignet für die Verarbeitung von Mikroverbindungen (3C, Medizin usw.), aber die Leistung ist nicht hoch (das aktuelle Maximum beträgt 3{{ 4}}W ausgereifter Werbespot); Multimode kann eine höhere Leistung (10.000 Watt) liefern, eignet sich für großflächiges Schweißen, höhere Kompatibilität mit der Verarbeitung unterschiedlicher Materialstärken, für unterschiedliche Dicken, unterschiedliche Lücken und unterschiedliche Materialien können aufgetragen werden. Auch die Kosten für Multimode haben Vorteile.
