مزایای و معایب تمیز کردن تک حالته و چند حالته چیست؟

حالت لیزرمعمولاً به حالت توزیع انرژی لیزر در صفحه عمود بر جهت انتشار اشاره دارد که می توان آن را به تک حالته و چند حالته تقسیم کرد. تک حالته به وضعیتی اشاره دارد که در آن لیزر فقط یک حالت خروجی لیزر را در حین کار تولید می کند. شدت انرژی یک حالت واحد به تدریج از مرکز به لبه بیرونی ضعیف می شود و شکل توزیع انرژی آن یک منحنی گاوسی است. پرتو آن یک پرتو گاوسی حالت پایه نامیده می شود. پرتو لیزر خروجی در حالت تک حالته دارای کیفیت پرتو بالا، قطر پرتو کوچک، زاویه واگرایی کوچک و توزیع انرژی نزدیک به منحنی گاوسی ایده آل است. علاوه بر این، تک حالته دارای ویژگی های فوکوس خوب، با نقطه کانونی کوچک و پایداری حالت قوی است که آن را برای سناریوهای تمیز کردن که نیاز به حذف قوی دارند، مانند زنگ زدگی، مناسب می کند.
نقطه خروجی توسط یک لیزر چند حالته اغلب از چندین حالت تشکیل شده است. توزیع انرژی در داخل نقطه نسبتاً یکنواخت است و هرچه حالت های بیشتری وجود داشته باشد، توزیع انرژی یکنواخت تر می شود. پرتو آن نیز یک پرتو تخت بالا نامیده می شود. در مقایسه با لیزرهای تک حالته، لیزرهای چند حالته کیفیت پرتو ضعیف تری دارند، زوایای واگرایی بزرگتری دارند، به سیستم های نوری با دیافراگم بزرگتر برای انتقال نیاز دارند و نقطه کانونی بزرگتری نسبت به لیزرهای تک حالته دارند. با این حال، چند حالته دستیابی به انرژی تک پالس بزرگ، توان پیک و خروجی توان متوسط بالا آسان تر است و توزیع انرژی یکنواخت است. این مزایای بیشتری در سناریوهای تمیز کردن دارد که به آسیب کمتر و راندمان بالا نیاز دارند، مانند قالب ها. مزایا و معایب تمیز کردن لیزر تک حالته و چند حالته چیست؟
لیزرهای تک حالته، به دلیل کیفیت پرتو عالی، نقطه کانونی کوچک و چگالی انرژی بالا، برای حذف آلاینده های چسبنده قوی مانند زنگ آبی مناسب هستند و همچنین برای تمیز کردن مواد نازک و قطعات دقیق که به ورودی گرما حساس هستند، قابل استفاده هستند. با این حال، به دلیل غلظت بیش از حد انرژی تک حالته، ممکن است در حین تمیز کردن، آسیب های خاصی به مواد پایه وارد شود.
برای سناریوهایی مانند قالب ها که در آن زیرلایه باید پس از تمیز کردن بدون آسیب باقی بماند، باید لیزرهای چند حالته انتخاب شوند. پرتوهای چند حالته دارای توزیع انرژی یکنواخت و توان پیک بالا هستند که می توانند چگالی توان پیک را بالاتر از آستانه آسیب آلاینده ها اما کمتر از زیرلایه کنترل کنند. بنابراین، در حین تمیز کردن، آلاینده ها را می توان به طور موثر بدون آسیب رساندن به ساختار سطح مواد حذف کرد. علاوه بر این، نقطه نور متمرکز چند حالته بزرگتر است. برای سناریوهایی که در آن تک حالته و چند حالته می توانند به اثر تمیز کردن یکسانی دست یابند، راندمان تمیز کردن چند حالته معمولاً بالاتر است. با این حال، برای آلاینده های چسبنده قوی، تمیز کردن لیزر چند حالته ممکن است ناکافی باشد.
بر اساس مزایا و معایب مربوطه لیزرهای تمیز کننده تک حالته و چند حالته، سناریوهای کاربردی که برای آنها مناسب هستند نیز متفاوت است.
سناریوهای کاربردی اصلی تک حالته
حذف زنگ فلز: چگالی انرژی بالای لیزرهای تک حالته آنها را به انتخابی ایده آل برای حذف زنگ فلز تبدیل می کند. آنها می توانند لایه زنگ را روی سطح فلز به طور موثر حذف کنند. هرچه توان لیزر بیشتر باشد، توانایی حذف نقطه زنگ و راندمان بیشتر می شود. لیزر پالس تک حالته 1000 واتی با توان بالا، با خروجی QBH، به راحتی ادغام می شود و دارای توانایی تمیز کردن قوی و راندمان بالا است.
تمیز کردن اکسید درز جوش: در طول فرآیند جوشکاری، به دلیل دمای فرآیند بالا، اکسیدها و رسوبات مواد مستعد تشکیل در اطراف درز جوش هستند که بر کیفیت و ظاهر جوش تأثیر می گذارد. یک لیزر تک حالته 200-500 واتی می تواند اکسیدها را با دقت حذف کند و ظاهر و کیفیت پس از جوشکاری را تضمین کند.
تمیز کردن اجزای دقیق: لیزر تک حالته 100-200 واتی، خروجی QCS، توانایی تمیز کردن قوی، خروجی حرارت کم، تغییر شکل مواد کوچک پس از تمیز کردن و حداقل تأثیر حرارتی.
سناریوهای کاربردی اصلی چند حالته
تمیز کردن قالب: در طول استفاده از قالب ها، ممکن است بقایایی مانند پلاستیک، قطعات فلزی و گرد و غبار جمع شود. این بقایا می توانند بر کیفیت سطح محصولات تأثیر بگذارند و باعث نقص محصول شوند. تمیز کردن منظم قالب ها می تواند از خوردگی و سایش جلوگیری کند و در نتیجه عمر مفید قالب ها را افزایش دهد. با توجه به تفاوت های قابل توجه در ویژگی های مواد پایه قالب و آلاینده ها، استفاده از پرتوهای تخت بالا می تواند آلاینده ها را به طور موثر بدون آسیب رساندن به قالب حذف کند. لیزر چند حالته نقطه مربع 500-1000 واتی، با راندمان بالا در تمیز کردن قالب ها و بدون آسیب رساندن به زیرلایه.
تمیز کردن لبه سلول خورشیدی پرووسکایت: به تمیز کردن لایه فیلم در لبه سلول خورشیدی لایه نازک برای ایجاد یک ناحیه عایق اشاره دارد که برای کارهای بسته بندی بعدی مفید است. لیزر YFPN-1000-GMC-H50-F دارای خروجی نقطه مربع با توزیع انرژی یکنواخت و توان پیک بالا است. می تواند لایه فیلم را در یک زمان به طور کامل بدون آسیب رساندن به شیشه حذف کند و راندمان بالایی دارد.
زبر کردن لیزری: با استفاده از لیزر برای زبر کردن سطح مواد، چسبندگی سطح مواد می تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد. با توجه به الزامات مختلف زبری زبر کردن، از لیزرهای چند حالته با انرژی های تک پالس مختلف 5mJ، 15mJ و 50mJ استفاده می شود تا از راندمان زبر کردن در عین برآورده کردن الزامات مختلف زبری اطمینان حاصل شود.