01Introduzzjoni
Bħalissa ġew żviluppati tipi differenti ta 'sistemi ta' konsenja tar-raġġ, li essenzjalment jiggwidaw ir-raġġ mis-sors tad-dawl għaż-żona tal-applikazzjoni. F'ħafna każijiet, is-sors tad-dawl użat huwa xi tip ta 'lejżer, per eżempju, fl-ipproċessar tal-materjal tal-lejżer, huwa meħtieġ li tiggwida l-output ta' laser industrijali għall-biċċa tax-xogħol sabiex tkun esposta għal-lejżer. Fl-ipproċessar industrijali, is-sistemi ta 'konsenja tar-raġġ huma ġeneralment użati flimkien mat-teknoloġija robotika. Tipikament, ir-ras tal-ipproċessar tal-lejżer fuq id-driegħ robotiku hija fornuta minn laser stazzjonarju. Approċċ ieħor huwa li jintramaw laser kompatt u robust biżżejjed direttament fuq id-driegħ robotiku biex jimminimizza t-tul tal-mogħdija tar-raġġ meħtieġ u timmassimizza l-mobilità. Il-vantaġġ tas-sistemi ta 'konsenja tar-raġġ huwa li jippermettu li s-sors tal-lejżer jitqiegħed f'żona protetta u faċli biex tinżamm aktar milli qrib iż-żona tal-applikazzjoni. Barra minn hekk, sistemi ta 'kunsinna mobbli jippermettu wkoll li r-raġġ tal-lejżer jiġi mċaqlaq fuq żona kbira mingħajr ma jiċċaqlaq il-lejżer tqil innifsu. Madankollu, għal sistemi ta 'konsenja ta' raġġ twil, jista 'jkun hemm ukoll xi żvantaġġi, bħal telf ta' enerġija ottika, limitazzjonijiet minħabba effetti mhux lineari, jew kwistjonijiet ta 'twessigħ tal-polz (għal impulsi ultrashort).
02-Sistema ta' Trażmissjoni ta' Raġġ Spazjali Ħieles
Ir-raġġ tal-ħruġ ta' l-ispazju ħieles-tal-lejżer jista' jiġi ggwidat bl-użu ta' mirja. Jekk jintużaw mirja dielettriċi ta'-kwalità għolja,-għoli ta' riflessjoni, jistgħu jiġu ttrattati livelli ta' qawwa ottika estremament għolja. Anke meta jkunu meħtieġa mirja multipli, ir-rata ta 'trażmissjoni tagħhom (il-perċentwal tal-qawwa tal-ħruġ għall-qawwa tad-dħul) tista' tkun qrib ħafna ta '100%. Mirja dielettriċi huma effettivi biss f'medda limitata ta 'wavelength. Għalhekk, tagħmir bħal dan huwa ġeneralment manifatturat għal tipi speċifiċi ta 'lejżers, adattati għal lasers Nd:YAG u Yb:YAG f'tul ta' mewġ ta '1064nm u 1030nm, iżda mhux operabbli f'tul ta' mewġ ta '1500nm jew 2000nm. Madankollu, il-mirja huma disponibbli fis-suq għal firxa wiesgħa ta' wavelengths, mill-ultravjola (eż., lejżers excimer), għall-firxa viżibbli (eż., lejżers ta' frekwenza-irdoppja Yb:YAG), u għall-firxa infrared (eż., lejżers tas-CO2). Is-sistema ta 'trażmissjoni tar-raġġ l-aktar sempliċi għandha passaġġ tar-raġġ fiss, per eżempju li tinvolvi biss deflessjoni waħda jew tnejn ta' 90 grad biex tidderieġi r-raġġ oriġinarjament orizzontali 'l isfel lejn il-biċċa tax-xogħol. Il-mogħdija tar-raġġ kollu hija magħluqa f'sistema ta 'kondjuwit mitbuq, li fit-tarf tagħha hemm ir-ras tal-ipproċessar tal-lejżer. Il-mogħdija tista 'tiġi modifikata billi tissostitwixxi l-elementi tas-siġillar, iżda ma tistax tinbidel waqt it-tħaddim.
Soluzzjoni klassika ta' trażmissjoni ta'-raġġ ta' spazju ħieles hija d-driegħ tal-mera biċ-ċappetti, fejn tintlaħaq mogħdija tad-dawl mobbli permezz ta' mirja integrati fid-driegħ li jirrifletti biċ-ċappetti. Id-disinn tal-ġonta jiżgura li jiċċaqlaq biss meta jiġi applikat torque minimu; inkella, jibqa' f'pożizzjoni. Il-piż tal-komponenti jista 'jiġi kkumpensat b'kontrapiżijiet, molol, jew mezzi oħra, li jagħmlu l-aġġustamenti tal-pożizzjoni aktar faċli. Biex jinkiseb moviment bla xkiel u pożizzjoni stabbli tar-raġġ, li jiġu evitati kwistjonijiet bħal drift u vibrazzjoni, l-apparati optomekkaniċi użati għandhom ikunu preċiżi ħafna. Fl-aħħar tas-sistema ottika tat-trażmissjoni tar-raġġ, apparat ottiku huwa tipikament konness, bħal headset, ras tal-ipproċessar tal-lejżer fiss, jew ras tal-iskannjar. Normalment, ir-raġġ huwa ffokat fuq iż-żona tal-applikazzjoni, filwaqt li f'każijiet oħra jdawwal żona fil-mira akbar.
03 Sistema ta 'Trażmissjoni tar-raġġ tal-fibra ottika It-trażmissjoni tal-fibra ottika hija metodu flessibbli ħafna biex jitwasslu raġġi tal-lejżer. Tipikament, il-fibri użati għat-trażmissjoni tal-lejżer huma inkapsulati f'kejbils ottiċi protettivi li jinkludu għant ta 'barra biex jipproteġu l-fibri fraġli u jistgħu wkoll jintegraw karatteristiċi addizzjonali, bħal sistema ta' monitoraġġ tal-kejbil mibnija-li tista 'tiskopri t-tnixxija tal-lejżer minħabba ħsara aċċidentali fil-fibra f'ħin reali. Il-fibra tal-kwarz, bħala l-aktar fibra tal-ħġieġ ottika komuni, tista 'twassal enerġija ħafifa b'telf ta' trażmissjoni baxx ħafna fuq medda speċifika ta 'wavelength, b'distanzi ta' trażmissjoni ta 'diversi metri jew saħansitra aktar. Il-firxa tal-wavelength tagħha tkopri r-reġjun qrib-infra-aħmar fejn joperaw il-biċċa l-kbira tal-lasers industrijali. Madankollu, il-limitazzjonijiet ta 'dan il-materjal huma evidenti wkoll. F'applikazzjonijiet ta'-qawwa għolja, il-fibri tal-kwarz għandhom kapaċitajiet ta' trażmissjoni limitati fil-medda ultravjola (bħal lejżers excimer) u l-firxa infrared 'il bogħod-. Eżempju tipiku huwa li għal laser CO₂ b'wavelength ta' 10600 nm, bħalissa m'hemm kważi l-ebda fibri maturi li kapaċi jittrasmettu b'mod effettiv ir-raġġ ta'-qawwa għolja tiegħu, u l-armi artikolati huma soluzzjoni użata komunement f'dan il-qasam. Iktar ma tkun għolja l-qawwa ottika li għandha tiġi trażmessa, iktar ikun kbir id-dijametru tal-qalba tal-fibra jeħtieġ li jkun. Dan huwa parzjalment biex titnaqqas id-densità tal-qawwa fil-qalba biex tiġi evitata l-ħsara u parzjalment biex tqabbel il-prodott tal-parametru tar-raġġ akbar (BPP) tipikament assoċjat ma' sorsi tal-laser ta'-qawwa għolja. Biex tgħaqqad b'mod effettiv il-lejżer fil-fibra, il-fibra teħtieġ apertura numerika (NA) kbira biżżejjed, li hija determinata mid-differenza tal-indiċi refrattiv bejn il-qalba u l-kisi. Il-kombinazzjoni ta 'dijametru tal-qalba kbir u NA għolja twassal għal numru kbir ta' modi iggwidati, li jagħmlu l-propagazzjoni tar-raġġ fi ħdan il-fibra estremament kumplessa. Anki jekk it-telf ottiku ġenerali huwa żgħir, ir-ridistribuzzjoni tal-enerġija fost modi differenti ħafna drabi twassal għal tnaqqis fil-luminożità tar-raġġ, komunement imsejħa kwalità tar-raġġ imnaqqsa. L-outputs tal-fibra huma tipikament mgħammra b'elementi ottiċi addizzjonali, bħall-irjus tal-ipproċessar jew l-irjus tal-iskannjar. Essenzjalment, din ir-ras tiddetermina l-pożizzjoni u d-direzzjoni tar-raġġ, u sempliċement iċ-ċaqliq tal-kejbil tal-fibra għandu ftit impatt fuq il-karatteristiċi tar-raġġ. Madankollu, il-liwja tal-fibra faċilment tikkawża l-akkoppjar tal-mod, li tbiddel id-distribuzzjoni tal-enerġija fost il-modi tal-fibra, li taffettwa kemm id-diverġenza tar-raġġ mill-fibra kif ukoll il-'centroid' tad-distribuzzjoni tal-intensità fl-output tal-fibra, potenzjalment iwassal għal tnaqqis korrispondenti fil-kwalità tar-raġġ tal-ħruġ.
