O que é o modo único? O que é um multimodo?
A diferença essencial entre umlaser monomodo e laser multimodoé que um laser de modo único tem apenas um modo no padrão do feixe de saída, enquanto um laser multimodo tem vários modos no padrão do feixe de saída;
Ou seja, modo único refere-se a um único modo de distribuição de energia do laser no plano bidimensional e multimodo refere-se a vários modos de distribuição sobrepostos uns aos outros e formados pelo modo de distribuição de energia espacial. Por exemplo, seu laser é 1064nm, suponha que você acerte todos os 1064, mas para um alvo, se ao mesmo tempo houver mais de um ponto, como 10 anéis 9 anéis 7 anéis 2 anéis, tudo, até um grande buraco , que é um modo multitransversal. Mas se você atirar em todos os 10 anéis em um ponto, esse é o modo horizontal único [1].
Você pode imaginar o modo único como o meio, que é arco e flecha, e o modo múltiplo como a parte inferior, que é arco e flecha.
Em termos de distribuição de energia:
A indústria costuma dizer modo único, refere-se ao modo transversal do laser, ou seja, há apenas um modo dentro da seção transversal, que é a distribuição gaussiana, o foco é o centro da borda externa e a densidade de energia do laser é em ordem decrescente. O multimodo, por outro lado, apresenta muitos pontos de energia na seção transversal e, quanto mais modos, mais a energia é distribuída de maneira plana, figurativamente comparada a uma borla vermelha e um palito de dente de lobo .
A diferença entre modo único e modo múltiplo emaplicações de soldagemé que: se você deseja soldar por fusão profunda, é adequado para modo único ou menos modo, o modo único tem vantagens na soldagem por fusão profunda, soldagem por bastão, soldagem por filete, etc. Alta densidade de energia é mais fácil de atingir a profundidade de fusão .
O multimodo é adequado para soldagem rasa, boa planicidade e energia de solda uniforme, mas também para evitar perdas de qualidade, como ablação e perfuração no centro da solda causadas pelo baixo ponto de fusão do material de base. [1]
Como mostrado acima: a figura da esquerda é uma distribuição de energia de modo fundamental único, a distribuição de energia em qualquer direção além do centro do círculo está na forma de uma curva gaussiana (distribuição normal); a figura correta é uma distribuição de energia multimodo, cuja essência é a distribuição espacial de energia formada pela superposição de múltiplos modos de laser único, o resultado da superposição multimodo é uma curva de energia que se aproxima de uma distribuição de topo plano.
Como mostrado na figura: assumindo que a coordenada vertical da curva representa a densidade de energia, a distribuição de energia Gaussiana de classe verde, a distribuição de energia multimodo de classe azul e o feixe de topo plano de classe vermelha, pode-se ver que o modo único é mais concentrado em densidade de energia e tem maior densidade de energia por unidade.
Em geral, o multimodo de modo único pode ser distinguido da qualidade do feixe de laser M²:
O fator M² é calculado dividindo o produto da largura real do feixe e o ângulo de divergência pelo produto da largura ideal do feixe e o ângulo de divergência, onde o feixe ideal é definido pelo modo fundamental do feixe gaussiano e a largura do feixe é definida por o momento de segunda ordem. Quando o feixe de laser passa pelo sistema óptico livre de aberrações, seu fator M² é a invariante de transmissão e M² Maior ou igual a 1; quanto mais M² se desviar de 1, pior será a qualidade do feixe de laser.
Dependendo do M2, os lasers podem ser classificados em três tipos; M2 < 1,3 é um laser monomodo puro, M2 entre 1,3 e 2.0 é um laser quase monomodo e M2 > 2.0 é um laser multimodo.
O diâmetro do núcleo da fibra laser monomodo é pequeno (14um), a energia é uma distribuição gaussiana, o ponto focal é pequeno, alta densidade de energia (a mesma potência, a densidade de energia é 4-10 vezes mais que multimodo) e o a zona afetada pelo calor é pequena, especialmente para anti-liga alta (alumínio, cobre) pode formar instantaneamente um buraco de fechadura de poça derretida (a densidade de energia é muito maior que o alto limite de fusão anti-liga), sem reversão alta, não é fácil danificar o fibra, e pode atingir alta anti-liga de processamento de alta velocidade, mas também nas micro-conexões têm vantagens.
entrada de calor: a energia de modo único é mais concentrada, pequena zona afetada pelo calor, pequena poça de fusão, pequena deformação térmica, grande profundidade de fusão, feixe de modo único como uma faca afiada, modo múltiplo como uma ponta de bala;
Processo de soldagem: abertura de fechadura de modo único é pequena, abertura de fechadura de modo múltiplo é grande, refletida na estabilidade da soldagem, soldagem de baixa velocidade de modo único não é estável, fácil de ter respingos e porosidade, precisa combinar com a cabeça oscilante, espelho de vibração ou soldagem de alta velocidade, respingos de soldagem de baixa velocidade são maiores, empilhamento de placas finas, soldagem por pulverização; refletido na metalografia, o modo único tem uma relação profundidade-largura maior (a relação profundidade-largura metalográfica); o modo múltiplo pode ser livre na soldagem por condução térmica e na comutação de soldagem por fusão profunda, adequado para emendas e altamente compatível com flutuações de folga;
Diferenças de aplicação: modo único devido ao pequeno ponto, concentração de energia, boa penetração, controle mais preciso da entrada de calor, mais adequado para processamento de microconexão (3C, médico, etc.), mas a potência não é alta (o máximo atual 3{{ 4}}W comercial maduro); o modo múltiplo pode fornecer maior potência (10.000 watts), adequado para soldagem de grandes áreas, maior compatibilidade com processamento de diferentes espessuras de materiais, para diferentes espessuras, diferentes lacunas, diferentes materiais podem ser aplicados. O custo do multimodo também tem vantagens.
