¿Qué es el modo único? ¿Qué es un multimodo?
La diferencia esencial entre unláser monomodo y un láser multimodoes que un láser monomodo tiene solo un modo en el patrón de haz de salida, mientras que un láser multimodo tiene múltiples modos en el patrón de haz de salida;
Es decir, monomodo se refiere a un único modo de distribución de energía láser en el plano bidimensional, y multimodo se refiere a varios modos de distribución superpuestos entre sí y formados por el modo de distribución de energía espacial. Por ejemplo, su láser es de 1064nm, suponga que golpea todo 1064, pero a un objetivo, si al mismo tiempo, hay más de un punto, como 10 anillos 9 anillos 7 anillos 2 anillos, todo, incluso un gran agujero , que es un modo multitransversal. Pero si dispara los 10 anillos en un punto, ese es el modo horizontal único [1].
Puede imaginar el modo único como el medio que es el arco y la flecha, y el modo múltiple como el inferior que es el arco y la flecha.
En términos de distribución de energía:
La industria a menudo dice modo único, se refiere al modo transversal del láser, es decir, solo hay un modo dentro de la sección transversal, que es la distribución gaussiana, el foco es el centro hacia el borde exterior y la densidad de energía del láser es en orden decreciente. El modo múltiple, por otro lado, presenta muchos puntos de energía en la sección transversal, y cuantos más modos hay, más energía se distribuye de manera plana, figurativamente en comparación con una borla roja y un diente de lobo. .
La diferencia entre modo único y multimodo enaplicaciones de soldaduraes que: si desea realizar una soldadura por fusión profunda, es adecuado para modo único o menos, el modo único tiene ventajas en el empalme de soldadura por fusión profunda, soldadura por electrodos, soldadura de filete, etc. La alta densidad de energía es más fácil de alcanzar la profundidad de fusión .
El multimodo es adecuado para soldadura superficial, buena planitud y energía de soldadura uniforme, pero también para evitar pérdidas de calidad como ablación y perforación en el centro de la soldadura provocada por el bajo punto de fusión del material base. [1]
Como se muestra arriba: la figura de la izquierda es una distribución de energía de un solo modo fundamental, la distribución de energía en cualquier dirección más allá del centro del círculo tiene la forma de una curva de Gauss (distribución normal); la cifra correcta es una distribución de energía multimodo, cuya esencia es la distribución de energía espacial formada por la superposición de múltiples modos láser únicos, el resultado de la superposición multimodo es una curva de energía que se aproxima a una distribución plana.
Como se muestra en la figura: suponiendo que la coordenada vertical de la curva representa la densidad de energía, la distribución de energía gaussiana de clase verde, la distribución de energía multimodo de clase azul y el haz de parte superior plana de clase roja, se puede ver que el monomodo está más concentrado en densidad de energía y tiene una mayor densidad de energía por unidad.
En general, el multimodo monomodo se puede distinguir de la calidad del rayo láser M²:
El factor M² se calcula dividiendo el producto del ancho de haz real y el ángulo de divergencia por el producto del ancho de haz ideal y el ángulo de divergencia, donde el haz ideal está definido por el modo fundamental Haz gaussiano y el ancho del haz está definido por el momento de segundo orden. Cuando el rayo láser atraviesa el sistema óptico libre de aberraciones, su factor M² es el invariante de transmisión y M² mayor o igual a 1; cuanto más se desvía M² de 1, peor es la calidad del rayo láser.
Dependiendo del M2, los láseres se pueden clasificar en tres tipos; M2 < 1,3 es un láser monomodo puro, M2 entre 1,3 y 2.0 es un láser cuasi monomodo y M2 > 2.0 es un láser multimodo.
El diámetro del núcleo de la fibra láser monomodo es pequeño (14 um), la energía es de distribución gaussiana, el punto focal es pequeño, alta densidad de energía (la misma potencia, la densidad de energía es 4-10 veces más que multimodo), y el La zona afectada por el calor es pequeña, especialmente para alta anti-aleación (aluminio, cobre) puede formar instantáneamente un ojo de cerradura de piscina fundida (la densidad de energía es mucho mayor que el alto umbral de fusión anti-aleación), sin alta inversión, no es fácil dañar el Fibra, y puede lograr un alto procesamiento de alta velocidad anti-aleación, pero también en las microconexiones tienen ventajas.
entrada de calor: la energía monomodo es más concentrada, pequeña zona afectada por el calor, pequeña piscina derretida, pequeña deformación térmica, gran profundidad de fusión, haz monomodo como un cuchillo afilado, multimodo como la punta de una bala;
Proceso de soldadura: la apertura del ojo de la cerradura monomodo es pequeña, la apertura del ojo de la cerradura multimodo es grande, se refleja en la estabilidad de la soldadura, la soldadura monomodo de baja velocidad no es estable, es fácil tener salpicaduras y porosidad, necesita coincidir con la cabeza oscilante, espejo de vibración, o soldadura de alta velocidad, la salpicadura de soldadura de baja velocidad es más grande, apilamiento de placas delgadas, soldadura por pulverización catódica; reflejado en el metalográfico, el monomodo tiene una mayor relación de profundidad a ancho (la relación de profundidad metalográfica a ancho); el modo múltiple puede ser libre en la soldadura por conducción térmica y la conmutación de soldadura por fusión profunda, adecuado para empalmes y altamente compatible con las fluctuaciones de separación;
Diferencias de aplicación: modo único debido al punto pequeño, concentración de energía, buena penetración, control más fino de la entrada de calor, más adecuado para el procesamiento de microconexión (3C, médico, etc.) pero la potencia no es alta (el máximo actual 3{{ 4}}W comercial maduro); multimodo puede proporcionar mayor potencia (10.000 vatios), adecuado para soldadura de área grande, mayor compatibilidad con el procesamiento de diferentes espesores de materiales, para diferentes espesores, diferentes espacios, se pueden aplicar diferentes materiales. El costo de multimodo también tiene ventajas.
