항공 우주 시추 용 응용 분야 - 광섬유 레이저
파이버 레이저의 장점은 Nd : YAG 펄스 레이저에 비해 분명합니다. 첫째, 파이버 레이저의 펌프 소스는 플래시 램프 대신 다이오드이므로 완벽한 구형파를 형성 할 수 있습니다. 둘째, 플래시 펌핑 Nd : YAG 레이저는 느리고 느려서 항상 대상 영역의 증발 임계 값보다 낮은 레이저 에너지의 일부가 있습니다. 이 에너지의 일부가 재료를 녹여 단열 코팅이 벗겨집니다. 리 트랙스트 레이어의 사양을 충족하려면 펄스 기간이 1ms 미만이어야합니다. 이 시점에서 파이버 레이저는 사각 파 파형을 생성하기 때문에 절대적인 이점을 가지므로 10ms 펄스를 사용하면 항공 우주 장치의 사양을 충족시켜 재생 및 균열을 처리 할 수 있습니다.
설명하기 위해 연소실을 사용합니다. 펄스 드릴링을 사용하면 드릴링 과정에서 연소실이 여러 번 병렬로 회전합니다. 이 경우 드릴링에는 5 개의 펄스가 필요하고 부채 모양의 구멍에는 2 개의 구멍이 사용됩니다. 보통이 레이저의 최대 반복 속도는 10 펄스 / 초입니다. 파이버 레이저는 하나의 긴 펄스로 부채 모양의 구멍을 형성 할 수 있습니다. Nd : YAG 레이저와 동일한 펄스주기와 펄스 에너지를 사용하면 최대 10 배의 속도가 가능합니다. 단일 또는 2 개의 긴 펄스 또는 다중 펄스로 동일한 드릴링 품질을 얻을 수 있습니다. 또한, 광섬유 레이저는 드릴링 및 드릴링 후 펄스주기를 조정할 수 있으며, 항상 여러 개의 펄스를 사용하는 대신 신체 손상을 방지합니다.
파이버 레이저는 플랫 탑 모드 출력을 특징으로하며, Nd : YAG 레이저는 대략 가우시안 (Gaussian)입니다. 따라서 플랫 탑 모드 덕분에 전자는 모두 증발 임계 값을 초과하는 반면, 후자는 임계 값 아래로 상당한 부분을 갖습니다. 연구에 따르면 섬유 레이저는 동일한 조건에서 동일한 드릴링 효과를 얻기 위해 더 적은 에너지를 필요로한다는 것을 보여주었습니다. 그 이유는 구형파 + 플랫 탑 모드입니다. 또한 섬유 레이저가 드릴링에서보다 효율적이고 열 손상이 적다는 특성 때문이기도합니다. 열 손상이 적 으면 코팅 벗겨 내기 및 재생성이 향상됩니다.
Nd : YAG 레이저가 많은 주목을 한 이유 중 하나는 광의 발산 크기가 증가 또는 감소함에 따라 변화 할 수있는 고유 한 빔 발산 특성이며 원하는 초점 거리가 리 포커싱에 의해 달성 될 수 있다는 것입니다. 일부 Nd : YAG 레이저는 내부 초점 망원경을 통합하여 빔의 발산 각도를 변경하지만,이 조정을 위해서는 높은 수준의 전문성, 시간 소모 및 올바른 매개 변수가 있어야하므로 많은 사람들이 낙관적이지 않습니다. 이 방법. 이 시점에서 광섬유 레이저는 초점 모양이 완벽하게 둥글므로 정반대입니다. 따라서 전원을 높이거나 낮출 때 아무런 변화가 없습니다. 그리고 망원경을 시스템에 배치하면 직접 크기를 변경할 수 있습니다. 비행 시추 중 집중된 자리. 범위는 보통 3-1입니다.
광섬유 레이저는 Nd : YAG 레이저보다 훨씬 융통성이 뛰어납니다. 그 이유는 이전의 고 응답 다이오드가 비행 드릴링 중에 펄스주기와 전력을 변경할 수 있기 때문에 운영자가 서로 다른 크기와 펄스주기를 만들 수 있기 때문입니다. 필요한 펄스 순서. 예를 들어, 특정 드릴링 요구 사항에 따라 저전력, 단 펄스를 사용하고 시퀀스에 따라 전원 및 펄스를 증가시킵니다. 광섬유 레이저는 킬로와트 레벨의 높은 피크 전력을 제공하면서 스팟 크기와 펄스주기 (10μs 정도로 낮게)를 조정할 수 있기 때문에 하나의 기계로 충분합니다.
홀 펀칭 기술을 사용하면 파이버 레이저를 램프 펌핑 Nd : YAG 펄스 레이저보다 최대 10 배까지 처리 할 수 있습니다. 뿐만 아니라 비행 시추의 경우 고속 절삭을 위해 섬유 레이저를 연속 출력으로 최대 2kW로 변환 할 수 있습니다. 이 데이터는 일부 연소실 설계에 대해 더 개선 될 수 있습니다. 요약하면, 펄스 화 된 레이저는 두꺼운 판 및 고속 천공 응용 분야에 이상적입니다.
