Was ist Singlemode? Was ist Multimode?
Der wesentliche Unterschied zwischen einem Singlemode-Laser und einem Multimode-Laser besteht darin, dass ein Singlemode-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 einer zweidimensionalen Ebene, während sich „Multimodus“ auf einen räumlichen Energieverteilungsmodus bezieht, der durch Überlagerung mehrerer Verteilungsmodi entsteht. Ihr Laser hat zum Beispiel eine Wellenlänge von 1064 nm. Angenommen, Sie treffen alle 1064 nm, aber auf ein Ziel, wenn mehrere Punkte gleichzeitig vorhanden sind, z. B. 10 Ringe, 9 Ringe, 7 Ringe, 2 Ringe, alles, sogar ein großes Loch ein Multi-Transversal-Modus. Wenn Sie jedoch alle 10 Ringe mit einem Punkt abschießen, ist das ein einziger horizontaler Würfel.
Zur Energieverteilung:
In der Industrie wird oft von „Einzelmode“ gesprochen und bezieht sich auf die Transversalmode des Lasers, das heißt, es gibt nur eine Mode innerhalb des Querschnitts, die eine Gauß-Verteilung aufweist, wobei der Brennpunkt von der Mitte bis zum äußeren Rand liegt und die Laserenergie liegt Die Dichte nimmt in der Reihenfolge ab. 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 bei Schweißanwendungen besteht darin, dass: Wenn Sie tiefes Schmelzschweißen durchführen möchten, ist es für Single-Mode oder weniger Mode geeignet. Single-Mode bietet Vorteile beim Spleiß-Tiefschmelzschweißen, Stapelschweißen und Kehlschweißen usw. Eine hohe Energiedichte ist einfacher, die Fusionstiefe zu erreichen. Multimode eignet sich für flaches Schweißen, gute Ebenheit, gleichmäßige Schweißenergie, aber auch zur Vermeidung von Qualitätseinbußen wie Ablation und Perforation in der Schweißnahtmitte, die durch den niedrigen Schmelzpunkt des Grundmaterials verursacht werden.
Unter der Annahme, dass die vertikale Koordinate der Kurve die Energiedichte darstellt, die Gaußsche Energieverteilung der grünen Klasse, Blau die Multimode-Energieverteilung und Rot den Strahl mit flacher Oberseite, ist ersichtlich, dass die Energiedichte des einzelnen Modus stärker konzentriert ist. und die Einheitsenergiedichte ist größer.
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: reine Singlemode-Laser mit M2 < 1,3, Quasi-Singlemode-Laser mit M2 zwischen 1,3 und 2,{{10}} und Multimode-Laser mit M2 > 2,0.
Singlemode-Laser versus Multimode:
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, kleine 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; spiegelt sich in der Metallographie wider und weist ein größeres Verhältnis von Tiefe zu Breite (das Verhältnis von metallographischer Tiefe zu Breite) auf; Multimode kann beim Wärmeleitungsschweißen und Tiefschmelzschweißen frei umgeschaltet werden, eignet sich zum Spleißen und ist sehr kompatibel 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.
