שיטת מיקוד ריתוך בלייזר

ריתוך בלייזרשיטת מיקוד

כאשר לייזר בא במגע עם מכשיר חדש או עורך ניסוי חדש, השלב הראשון חייב להיות מיקוד. רק על ידי מציאת מישור המוקד ניתן לקבוע בצורה נכונה פרמטרים אחרים של תהליך כגון כמות ביטול מיקוד, כוח, מהירות וכו', כדי לקבל הבנה ברורה.

עיקרון ההתמקדות הוא כדלקמן:

ראשית, האנרגיה של קרן הלייזר אינה מפוזרת באופן שווה. בשל צורת שעון החול בצד שמאל וימין של המראה המיקוד, האנרגיה מרוכזת והחזקה ביותר בתנוחת המותניים. כדי להבטיח יעילות ואיכות עיבוד, בדרך כלל יש צורך לאתר את מישור המוקד ולהתאים את מרחק ביטול המיקוד על סמך זה כדי לעבד את המוצר. אם אין מישור מוקד, הפרמטרים הבאים לא יידונו, וניפוי באגים בציוד חדש צריך גם לקבוע תחילה אם מישור המוקד מדויק. לכן, איתור מישור המוקד הוא השיעור הראשון בטכנולוגיית הלייזר.

כפי שמוצג באיורים 1 ו-2, מאפייני עומק המוקד של קרני לייזר באנרגיות שונות שונות, וגם הגלוונומטרים והלייזרים עם מצב יחיד ורב-מוד שונים, באים לידי ביטוי בעיקר בחלוקה המרחבית של היכולות. חלקם קומפקטיים יחסית, בעוד שאחרים דקים יחסית. לכן, קיימות שיטות מיקוד שונות עבור קרני לייזר שונות, אשר בדרך כלל מחולקות לשלושה שלבים.

איור 1 תרשים סכמטי של עומק מוקד של כתמי אור שונים

איור 2 תרשים סכמטי של עומק מוקד בעוצמות שונות

גודל נקודה מנחה במרחקים שונים

שיטת ההטיה:

1. ראשית, קבע את הטווח המשוער של מישור המוקד על ידי הנחיה של נקודת האור, וקבע את הנקודה הבהירה והקטנה ביותר של נקודת האור המנחה כמוקד הניסוי הראשוני;

2. בניית פלטפורמה, כפי שמוצג באיור 4

איור 4 תרשים סכמטי של ציוד מיקוד קו אלכסוני

2. אמצעי זהירות למשיכות אלכסוניות

(1) בדרך כלל, נעשה שימוש בלוחות פלדה, עם מוליכים למחצה בטווח של 500W וסיבים אופטיים בסביבות 300W; ניתן להגדיר את המהירות ל-80-200 מ"מ

(2) ככל שהזווית המשופעת של לוח הפלדה גדולה יותר, כך ייטב, נסו להיות בסביבות 45-60 מעלות, וקבעו את נקודת האמצע במוקד המיקום הגס עם נקודת האור המנחה הקטן והבהיר ביותר;

(3) אז תתחילו למיתר, איזה אפקט משיג מיתר? בתיאוריה, קו זה יתפזר באופן סימטרי סביב נקודת המוקד, והמסלול יעבור תהליך של עלייה מגדול לקטן, או עלייה מקטן לגדול ולאחר מכן ירידה;

(4) מוליכים למחצה מוצאים את הנקודה הדקה ביותר, וגם לוח הפלדה יהפוך לבן בנקודת המוקד עם מאפייני צבע ברורים, שיכולים לשמש גם בסיס לאיתור נקודת המוקד;

(5) שנית, הסיבים האופטיים צריכים לנסות לשלוט על חדירת המיקרו האחורית ככל האפשר, עם חדירה מיקרו בנקודת המוקד, מה שמצביע על כך שנקודת המוקד נמצאת בנקודת האמצע של אורך חדירה המיקרו האחורית. בשלב זה, המיקום הגס של נקודת המוקד הושלם, והמיקום בסיוע לייזר הקו משמש לשלב הבא.

איור 5 דוגמה לקווים אלכסוניים

איור 5 דוגמה לקווים אלכסוניים במרחקי עבודה שונים

3. השלב הבא הוא ליישר את חומר העבודה, להתאים את לייזר הקו כך שיעלה בקנה אחד עם הפוקוס עקב נקודת מנחה האור, שהיא מוקד המיקום, ולאחר מכן לבצע את אימות מישור המוקד הסופי

(1) האימות מתבצע באמצעות שימוש בנקודות דופק. העיקרון הוא שניצוצות ניתזים בנקודת המוקד, ומאפייני הצליל ברורים. ישנה נקודת גבול בין הגבול העליון והתחתון של המוקד, כאשר הצליל שונה באופן משמעותי מהנתזים והניצוצות. רשום את הגבול העליון והתחתון של נקודת המוקד, ונקודת האמצע היא נקודת המוקד,

(2) התאם שוב את חפיפת הלייזר בקו, והפוקוס כבר ממוקם עם שגיאה של כ-1 מ"מ. יכול לחזור על מיקום ניסיוני כדי לשפר את הדיוק.

איור 6 הדגמת Spark Splash במרחקי עבודה שונים (כמות ביטול מיקוד)

איור 7 תרשים סכמטי של ניקוד דופק ומיקוד

קיימת גם שיטת ניקוד: מתאימה ללייזרי סיבים בעלי עומק מוקד גדול יותר ושינויים משמעותיים בגודל הנקודה בכיוון ציר Z. על ידי הקשה על שורה של נקודות כדי לראות את מגמת השינויים בנקודות על פני לוח הפלדה, בכל פעם שציר ה-Z משתנה ב-1 מ"מ, ההטבעה על לוח הפלדה משתנה מגדול לקטן, ולאחר מכן מקטן ל גָדוֹל. הנקודה הקטנה ביותר היא נקודת המוקד.