싱글모드란? 멀티모드란?
본질적인 차이점단일 모드 레이저 및 다중 모드 레이저단일 모드 레이저는 출력 빔 패턴에 하나의 모드만 있는 반면 다중 모드 레이저는 출력 빔 패턴에 여러 모드가 있습니다.
즉, 싱글 모드는 2차원 평면에서 레이저 에너지의 단일 분포 모드를 의미하고, 멀티 모드는 서로 중첩되어 공간 에너지 분포 모드에 의해 형성되는 다수의 분포 모드를 의미한다. 예를 들어, 레이저가 1064nm이고, 1064를 모두 쳤다고 가정하지만 동시에 대상에 10개의 고리 9개의 고리 7개의 고리 2개의 고리, 모든 것, 심지어 큰 구멍과 같은 하나 이상의 지점이 있는 경우 , 그것은 다중 횡단 모드입니다. 하지만 한 지점에서 10개의 링을 모두 쏘면 단일 수평 모드[1]입니다.
싱글모드는 활과 화살인 중앙으로, 멀티모드는 활과 화살인 하단으로 상상할 수 있습니다.
에너지 분배 측면에서:
업계에서는 종종 단일 모드를 말하며 레이저의 가로 모드를 말합니다. 즉, 단면 내에는 가우시안 분포인 단 하나의 모드가 있고 초점은 외부 가장자리의 중심이며 레이저 에너지 밀도는 다음과 같습니다. 내림차순. 반면 멀티모드는 단면에 많은 에너지 포인트를 제시하고, 모드가 많을수록 플랫톱 방식으로 에너지가 분포되어 비유적으로 빨간 술과 늑대 이빨에 비유된다. .
단일 모드와 다중 모드의 차이점용접 응용즉, 심융합 용접을 하려는 경우 단일 모드 이하의 모드에 적합하며, 단일 모드는 심융합 용접, 스틱 용접, 필렛 용접 등을 접합하는 데 이점이 있습니다. 에너지 밀도가 높을수록 융착 깊이를 맞추기가 더 쉽습니다. .
다중 모드는 얕은 용접, 우수한 평탄도 및 균일한 용접 에너지에 적합할 뿐만 아니라 모재의 낮은 융점으로 인한 용접 중앙의 제거 및 천공과 같은 품질 손실을 방지하는 데에도 적합합니다. [1]
위와 같이 왼쪽 그림은 단일 기본 모드 에너지 분포이며 원의 중심을 지나는 모든 방향의 에너지 분포는 가우시안 곡선(정규 분포)의 형태입니다. 올바른 수치는 다중 모드 에너지 분포이며, 그 본질은 다중 단일 레이저 모드의 중첩에 의해 형성된 공간 에너지 분포이며, 다중 모드 중첩의 결과는 평평한 상단 분포에 가까운 에너지 곡선입니다.
그림과 같이 곡선의 수직 좌표가 에너지 밀도, 녹색 등급 가우시안 에너지 분포, 청색 등급 다중 모드 에너지 분포 및 적색 등급 평면 빔을 나타낸다고 가정하면 단일 모드임을 알 수 있습니다. 에너지 밀도가 더 집중되어 있고 단위당 에너지 밀도가 더 높습니다.
일반적으로 단일 모드 다중 모드는 레이저 빔 품질 M²와 구별할 수 있습니다.
M² 계수는 실제 빔 폭과 발산각의 곱을 이상적인 빔 폭과 발산각의 곱으로 나누어 계산합니다. 여기서 이상적인 빔은 기본 모드 가우시안 빔으로 정의되고 빔 폭은 다음과 같이 정의됩니다. 2차 순간. 레이저 빔이 무수차 광학 시스템을 통과할 때 M² 인수는 투과 불변량이며 M²는 1보다 크거나 같습니다. M²가 1에서 멀어질수록 레이저 빔 품질이 나빠집니다.
M2에 따라 레이저는 세 가지 유형으로 분류될 수 있습니다. M2 < 1.3은 순수한 단일 모드 레이저이고, M2는 1.3과 2 사이입니다.0는 준단일 모드 레이저이고, M2 > 2.0는 다중 모드 레이저입니다.
단일 모드 레이저 광섬유 코어 직경은 작고(14um) 에너지는 가우시안 분포이며 초점은 작고 높은 에너지 밀도(동일한 전력, 에너지 밀도는 다중 모드보다 4-10배 더 높음), 열 영향을 받는 영역은 작습니다. 특히 높은 내합금(알루미늄, 구리)의 경우 즉시 용융 풀 열쇠 구멍을 형성할 수 있습니다(에너지 밀도는 높은 내합금 용융 임계값보다 훨씬 큽니다), 높은 반전이 없고 손상되기 쉽지 않습니다. 섬유, 그리고 높은 안티 합금 고속 처리를 달성할 수 있지만 마이크로 연결에도 장점이 있습니다.
열 입력: 단일 모드 에너지는 더 집중되고, 작은 열 영향 영역, 작은 용융 풀, 작은 열 변형, 큰 용융 깊이, 날카로운 칼과 같은 단일 모드 빔, 총알 팁과 같은 다중 모드;
용접 공정 : 단일 모드 열쇠 구멍 개구부가 작고 다중 모드 열쇠 구멍 개구부가 크고 용접 안정성에 반영되며 단일 모드 저속 용접은 안정적이지 않고 스패터 및 다공성이 생기기 쉽고 진동 헤드와 일치해야합니다. 진동 미러 또는 고속 용접, 저속 용접 스패터가 더 크고 박판 스태킹, 스퍼터링 용접; 금속 조직에 반영된 단일 모드는 깊이 대 너비 비율(금속 조직 깊이 대 너비의 비율)이 더 큽니다. 다중 모드는 열전도 용접 및 심융합 용접 스위칭에서 자유로울 수 있으며 접합에 적합하고 갭 변동과 높은 호환성을 제공합니다.
응용 프로그램 차이점: 단일 모드는 작은 지점, 에너지 집중, 우수한 침투, 더 미세한 열 입력 제어, 마이크로 연결 처리(3C, 의료 등)에 더 적합하지만 전력이 높지 않습니다(현재 최대 3{{ 4}}W 성숙한 광고); 다중 모드는 대면적 용접에 적합한 더 높은 전력(10,000와트)을 제공할 수 있으며, 다른 두께, 다른 간격, 다른 재료에 대해 다른 재료 두께 처리와의 높은 호환성을 제공할 수 있습니다. 다중 모드의 비용에도 이점이 있습니다.
