激光钻孔技术——光学穿孔的应用
责任编辑:杭州东镭激光科技有限公司 发布时间:2011-5-30 10:59:15
对于均匀和三角脉冲来说,外半高斯光束相比内半高斯分布光束和全高斯分布光束能够产生更大的熔深。外半高斯光束在环形的外圆周处产生最高温度,使该处热传导朝向圆环的中心,以产生更大熔深。另一方面,内半高斯光束在环形的内圆周处得到最高温度,因此,一部分能量被传导向背离中心区域的外圆周方向。
全高斯环形光束生成更小的熔深,因为它在环形区域内部产生了最高温度,从而热量同时向环形区域的两侧传导(内环和外环)。因此,对于全高斯光束来说,热传导更多发生于径向而朝工件内部传递。
光学穿孔同样使得修改孔的锥度成为可能。例如,通常被用于燃油喷嘴的内锥孔或外锥孔,能通过使用不同的光强分布很容易地加工出来。轴棱镜中镜片的圆锥表面能产生拥有不同光强分布的环形光束。此类分布同样能被用来控制重铸层厚度和热影响区的大小。
光学穿孔提供了一种创新的方法,它能通过环形光束的圆周向工件传输能量,使得大范围的钻孔成为可能,免去了熔化和/或气化孔内所有材料的必要。这一机制能被用于钻大直径孔或切割金属宽槽,混凝土结构或墙壁。它同样能被用来进行隧道挖掘,采矿以及石油开采的应用。
除了钻孔之外,环形光束在一些其它应用如激光冷却、捕获中子、圆形切线以及生物医药域也引起人们的兴趣。大焦深,即在一段很长的距离之内维持一定的激光光强的能力,对于包括钻孔在内的所有应用都很重要。