Hvad er single mode? Hvad er en multimode?
Den væsentlige forskel mellem ensingle-mode laser og en multimode laserer, at en enkelttilstandslaser kun har én tilstand i udgangsstrålemønsteret, mens en multitilstandslaser har flere tilstande i udgangsstrålemønsteret;
Det vil sige, single-mode refererer til en enkelt distributionstilstand af laserenergi i det todimensionelle plan, og multi-mode refererer til et antal distributionstilstande overlejret på hinanden og dannet af den rumlige energifordelingstilstand. For eksempel er din laser 1064nm, antag at du rammer alle 1064, men til et mål, hvis der på samme tid er mere end et punkt, såsom 10 ringe 9 ringe 7 ringe 2 ringe, alt, endda et stort hul , det er en multi-tværgående tilstand. Men hvis du skyder alle 10 ringe ud på et tidspunkt, er det enkelt vandret tilstand [1].
Du kan forestille dig single-mode som den midterste, der er bue og pil, og multi-mode som den nederste, der er bue og pil.
Med hensyn til energifordeling:
Industrien siger ofte single mode, refererer til laserens tværgående tilstand, det vil sige, at der kun er én mode inden for tværsnittet, som er Gauss-fordeling, fokus er midten til yderkanten, og laserenergitætheden er i faldende rækkefølge. Multi-mode derimod præsenterer mange energipunkter i tværsnittet, og jo flere tilstande der er, jo mere fordeles energien på en fladtop måde, billedligt talt sammenlignet med en rød kvast og en ulvetandpind .
Forskellen mellem single mode og multi-mode isvejseapplikationerer at: hvis du vil gå til dyb fusionssvejsning, er den velegnet til single mode eller mindre mode, single mode har fordele ved splejsning af dyb fusion svejsning, stavsvejsning, filetsvejsning osv. Høj energitæthed er lettere at ramme fusionsdybden .
Multi-mode er velegnet til overfladisk svejsning, god planhed og ensartet svejseenergi, men også til at undgå kvalitetstab såsom ablation og perforering i midten af svejsningen forårsaget af grundmaterialets lave smeltepunkt. [1]
Som vist ovenfor: den venstre figur er en enkelt grundlæggende energifordeling, energifordelingen i enhver retning forbi cirklens centrum er i form af en Gauss-kurve (normalfordeling); den korrekte figur er en multi-mode energifordeling, hvis essens er den rumlige energifordeling dannet ved overlejring af flere enkelt lasertilstande, resultatet af multi-mode superposition er en energikurve, der tilnærmer en flad topfordeling.
Som vist i figuren: antages det, at kurvens lodrette koordinat repræsenterer energitætheden, den grønne klasse Gauss energifordeling, den blå klasse multimode energifordeling og den røde klasse fladtoppede stråle, kan det ses, at single-mode er mere koncentreret i energitæthed og har en højere energitæthed pr. enhed.
Generelt kan single-mode multimode skelnes fra laserstrålekvalitet M²:
M²-faktoren beregnes ved at dividere produktet af den faktiske strålebredde og divergensvinklen med produktet af den ideelle strålebredde og divergensvinklen, hvor den ideelle stråle er defineret af den fundamentale tilstand Gaussisk stråle, og strålebredden er defineret af anden ordens øjeblik. Når laserstrålen passerer gennem det aberrationsfrie optiske system, er dens M²-faktor transmissionsinvarianten og M² større end eller lig med 1; jo længere M² afviger fra 1, jo dårligere er laserstrålekvaliteten.
Afhængigt af M2 kan lasere klassificeres i tre typer; M2 < 1,3 er en ren single-mode laser, M2 mellem 1,3 og 2.0 er en kvasi-single-mode laser, og M2 > 2.0 er en multi-mode laser.
Single-mode laser fiber kernediameter er lille (14um), energien er Gaussisk fordeling, brændpunktet er lille, høj energitæthed (samme effekt, energitætheden er 4-10 gange mere end multimode), og varmepåvirket zone er lille, især for høj anti-legering (aluminium, kobber) kan øjeblikkeligt danne et smeltet pool nøglehul (energitæthed er meget større end den høje anti-legering smeltetærskel), ingen høj vending, ikke let at beskadige fiber, og kan opnå høj anti-legering højhastigheds-behandling, men også i mikro-forbindelser har fordele.
varmeinput: single-mode energi er mere koncentreret, lille varmepåvirket zone, lille smeltebassin, lille termisk deformation, stor smeltedybde, single-mode stråle som en skarp kniv, multi-mode som en kuglespids;
Svejseproces: Single-mode nøglehulsåbning er lille, multi-mode nøglehulsåbning er stor, afspejlet i svejsestabiliteten, single-mode lavhastighedssvejsning er ikke stabil, let at have sprøjt og porøsitet, skal matche det oscillerende hoved, vibration spejl, eller højhastigheds svejsning, lav hastighed svejsning sprøjt er større, tynd plade stabling, sputtering svejsning; afspejlet i den metallografiske, har single-mode et større dybde-til-bredde-forhold (forholdet mellem metallografisk dybde og bredde); multi-mode kan være fri i termisk ledning svejsning og dyb fusion svejsning switching, velegnet til splejsning, og meget kompatibel med mellemrum fluktuationer;
Anvendelsesforskelle: enkelt tilstand på grund af den lille plet, energikoncentration, god indtrængning, finere kontrol af varmetilførsel, mere velegnet til mikroforbindelsesbehandling (3C, medicinsk osv.), men effekten er ikke høj (den nuværende maksimale 3{{ 4}}W moden kommerciel); multi-mode kan give højere effekt (10.000 watt), egnet til svejsning i store områder, højere kompatibilitet med behandling af forskellige materialetykkelser, til forskellige tykkelser, forskellige mellemrum, forskellige materialer kan påføres. Omkostningerne ved multi-mode har også fordele.
