Пороговая мощность волоконного лазера

У вас не получается промаркировать деликатные материалы? Возможно, что вы устанавливаете слишком малую мощность лазера. Наверное, вы так делаете, чтобы не повредить материал. И всё же иногда слишком малая мощность также не желательна, как и слишком большая.

У лазеров есть порог мощности, который определяет начало действия лазера. В волоконных лазерах порог зависит от скорости электроники, которая управляет лазером. В пороговом значении мощность и качество луча лазера могут значительно колебаться. Для упрощения этого объяснения представьте себе лампу с регулятором силы света. Если понизить силу света до минимального значения, то вы увидите колебания яркости. Если лазер работает на пороговом значении мощности, то результат будет аналогичным.

ПРИМЕЧАНИЕ: Будет полезным ознакомиться, как программируется работа волоконного лазера.Задающий лазер (Master Oscillator (MO)) или инжекционный лазер (seed laser) имеет постоянное переключение добротности (Q-switched) с частотой 22,2кГц – это аппаратная конфигурация контроллера.

Диоды усилителя активируются аппаратной частью контроллера.

Сигнал включения лазера (ON signal) задаётся программой Merlin II LS.

Настройка мощности лазера “Laser Power” изменяет продолжительность активизации сигнала включения (работы лазера) в течение 1 цикла. 10% мощности лазера = 10% времени лазер включен и 90% времени лазер отключен в течение одного цикла. 90% = 90% ON и 10% OFF в течение одного цикла.

Настройка частоты “Frequency” в программе задаёт сколько тысяч раз включенный лазер “Laser ON” возбуждается за одну секунду. 1кГц = включенный лазер “Laser ON” включается и выключается 1000 раз в секунду. 10 кГц = включенный лазер “Laser ON” включается и выключается 10.000 раз в одну секунду.

Настройка пиковой мощности “Peak Power” задаёт количество пиковой энергии лазера. В Zenith FQ10 100% = 0,5мДж, а 50% = 0,25мДж. В Zenith QF20 – 100% = 1,0мДж, а 50% =0,5мДж.

Были проведены следующие испытания волоконного лазера FQ10 с помощью датчика Coherent FieldMaster, который регистрировал тренды 3,2 мин.

Обратите внимание, что стабильность лазера увеличивается при увеличении рабочего цикла (продолжительности включения). Если лазер работает на значении, близком к пороговому, получающаяся маркировка может иметь светлые и тёмные пятна ввиду низкой стабильности луча.

С помощью программы Telesis Technologies, Inc. Merlin II LS можно изменять пиковую мощность лазерного источника. Энергия лазерного источника FQ10 составляет 0,5мДж при 100% пиковой мощности и 100% мощности лазера (рабочем цикле). Если варьировать только мощность лазера, то пиковая энергия воздействия на изделие всё также и будет иметь значение 0,5мДж, а средняя мощность будет варьироваться из-за изменения продолжительности рабочего цикла.

Пример: лазер выдаёт около 1Вт средней мощности на маркируемый материал при значениях рабочего цикла (мощности лазера) 32%, частоте 10kHz и пиковой энергии 100% (0,5мДж). Возможно, что мощность слишком большая и ваш деликатный материал повреждается. В этом случае, возможно, материал будет лучше реагировать на 1/4 значения прилагаемой пиковой энергии (0,12мДж), но среднее значение мощности так и останется 1 Вт. Таким образом, настройки программы будут: рабочий цикл 100%, частота 10кГц, а пиковая мощность 22%.

Лазер 32%

Частота - 10KHz; Мощность - 1.1Вт; Пик - 100%; Тренд - Среднее 1.1, Стабильн. +-3.56%

Лазер 100%

Мощность - 1.0Вт; Пик - 22%; Тренд - Среднее 1.0, Стабильн. +-2.24%;

Есть и другие переменные, которые можно менять с помощью Merlin II LS для достижения “оптимального количества прилагаемой энергии”. Это – частота и скорость маркировки. Некоторые материалы лучше реагируют на 10кГц, чем на 1кГц, и, конечно, для качества маркировки большое значение имеет, как быстро энергия переносится по поверхности материала. При слишком малой скорости тепловая энергия может накопиться и повредить материал, при быстрой скорости маркировки материал может не успеть абсорбировать энергию лазера.

Ниже для справки приведена таблица значений FQ10. 10 кГц.