Hvað er hástyrkur blár hálfleiðara leysir?

TheBirtustig og hár afl blár hálfleiðara leysireru stöðugt að bæta sig að nýjum mörkum, sem mun einnig leiða til fleiri og víðtækari umsókna. Til viðbótar við skilvirka málmefnisvinnslu búast bláir hálfleiðara leysir við notkun þvert á geira, einkum mun vélaverkfræðigeirinn gera leysiefnisvinnslu kleift með bláu ljósi neðansjávar. Fyrir framleiðslu er þetta auðvitað mikill kostur. Að auki getur lýsingariðnaðurinn einnig notað hágæða lýsingartækni sem byggir á bláum hálfleiðara leysir.

1. Takmarkanir á aflmiklum leysigeislum á nær-innrauðum bylgjulengdum

Á undanförnum áratugum hafa aflmiklir CW leysir orðið algengt tæki í nútíma framleiðslu, sem nær yfir notkun eins og suðu, klæðningu, yfirborðsmeðferð, herða, lóða, skurð, þrívíddarprentun og aukefnaframleiðslu. Fyrsti þróunarhámark samfelldrar leysitækni með mikilli krafti birtist fyrir árið 2000, þegar öflugur 10,6 µm bylgjulengd koltvísýrings (CO2) leysir og nær-innrauður 1064nm bylgjulengdar hálfleiðara-dælt Nd:YAG solid-state leysir voru þróaðir. Hins vegar, vegna bylgjulengdarinnar, er erfitt að senda koldíoxíð leysir í gegnum ljósleiðara, sem veldur ákveðnum erfiðleikum fyrir iðnaðarnotkun; á meðan solid-state leysir takmarkast af birtustigi og aflmögnunargetu. Eftir árið 2000 fóru öflugir iðnaðar trefjaleysir að koma fram sem lausnir fyrir hábirtu og aflmikla leysigeisla sem hægt var að afhenda í gegnum ljósleiðara. Í dag hafa trefjaleysir komið í stað CO2 leysis í langflestum forritum og hafa verið notaðir í raun í mörgum iðnaðarvinnsluforritum. Sérstaklega á undanförnum árum hefur það orðið aðalkraftur iðnaðarleysis, svo sem leysisuðu og skurðar, sem hefur meiri hraða, skilvirkni og áreiðanleika en koltvísýringsleysir.

Hins vegar virka þessir CW háafl trefjaleysir venjulega við nær-innrauða (NIR) bylgjulengd, innan 1 µm, sem er fínt fyrir mörg forrit. Til dæmis er það hentugur fyrir vinnslu á stáli með frásogshraða sem er meira en 50 prósent, en það er takmarkað vegna þess að sumir málmar endurspegla 90 prósent eða meira af nær-innrauðri leysigeislun sem gerist á yfirborð þeirra. Sérstaklega að suðu gula málma eins og kopar og gull með nær-innrauðum leysigeislum, vegna lágs frásogshraða þýðir það að mikið leysiraflið þarf til að hefja suðuferlið. Það eru almennt tvö leysisuðuferli: suðuleiðni (þar sem efnið er einfaldlega brætt og flæðið aftur) og djúpsuðusuðu (þar sem leysirinn gufar upp málminn og gufuþrýstingurinn myndar holrúm eða skráargat). Djúpsuðusuðu leiðir til mjög frásogaðs leysigeisla vegna margvíslegra samskipta sem leysigeislinn hefur við málm- og málmgufuna þegar hann fer í gegnum efnið. Hins vegar, að virkja skráargatið með nær-innrauðum leysir krefst töluverðs áfallaleysisstyrks, sérstaklega ef efnið sem verið er að soðið er mjög endurskin. Og þegar skráargatið hefur myndast mun frásogshraðinn hækka verulega og hái málmgufuþrýstingurinn sem myndast af aflmiklum nær-innrauða leysinum í bráðnu lauginni mun valda skvettum og gropi, þannig að leysiraflið eða suðuhraði þarf að vera vandlega stjórnað til að koma í veg fyrir að of mikið skvettur kastist út úr suðunni. Málmgufur og „loftbólur“ í vinnslugasinu geta einnig festst þegar bráðna laugin storknar, sem skapar grop í suðumótinu. Slík porosity veikir suðustyrkinn og eykur viðnám samskeytisins, sem leiðir til lélegrar suðusamskeytis. Þess vegna eru NIR leysir mjög krefjandi að vinna efni eins og kopar með<5% absorption at 1 µm. In order to process these high-reflectivity materials better, methods such as increasing the laser absorption rate of the material by generating plasma on the processed material have been adopted. However, because these methods limit material processing to deep penetration processes, conduction mode welding cannot be used for thin materials, and there are inherent risks of sputtering and controlled energy deposition. Therefore, existing 1 µm laser systems have their limitations when processing highly reflective materials such as non-ferrous metals, as well as in underwater applications.

Til þess að þróa þessi nær-innrauða leysistýrðu forrit þarf fólk að stunda rannsóknir á nýjum leysiljósgjafa. Að auki, til að draga úr gróðurhúsalofttegundum, eru ný orkutæki að skipta um bensínvélar og brunahreyfla fyrir rafvélar. Mikið magn kopars sem notað er við smíði rafmótora, sérstaklega rafgeyma, hefur skapað mikla eftirspurn eftir áreiðanlegum koparvinnslulausnum, en í öðrum endurnýjanlegum orkukerfum eins og vindmyllum er álíka fjölbreytt notkunarsvið.

2. Fæðing hár máttur blár leysir

Þróun iðnaðar leysitækni hefur alltaf verið þróuð meðfram vegvísi framleiðslutækni og nýjum félagslegum kröfum. Á undanförnum 60 árum, frá stafrænu hagkerfi og samfélagi, til sjálfbærrar orku, til heilbrigt lífs, hefur leysitækni lagt mikið af mörkum til að leysa mikilvæg verkefni í framtíð mannkyns. Í dag er leysitækni óaðskiljanlegur hluti af mörgum kjarnasviðum hagkerfis okkar, allt frá framleiðslutækni til bílaverkfræði, lækningatækni, mælinga- og umhverfistækni og upplýsinga- og samskiptatækni. Þar sem málmvinnslutækni heldur áfram að þróast og kröfur notenda halda áfram að aukast, krefjast leysir nýjungar hvað varðar kostnað og orkunýtni sem og frammistöðu leysikerfis. Markaðseftirspurn eftir skilvirkri vinnslu á mjög endurskinsmálmum hefur örvað þróun blárrar háþróaðrar leysitækni, sem mun örugglega opna dyrnar að nýrri tækni í málmvinnslu.

Fyrir málma sem ekki eru járn eykst frásog þeirra á ljósorku eftir því sem bylgjulengd ljóss minnkar. Til dæmis mun ljósgleypa kopars við bylgjulengdir undir 500nm aukast um að minnsta kosti 50 prósent samanborið við innrautt ljós, þannig að stuttar ljósbylgjulengdir henta betur fyrir koparvinnslu. Vandamálið er að það er erfitt að þróa stuttbylgjulengdar og aflmikla leysigeisla fyrir þessi iðnaðarforrit; fáir aflmiklir valkostir eru í boði og jafnvel þeir sem eru til eru dýrir og óhagkvæmir. Til dæmis eru nokkrar solid-state leysigjafar á markaðnum byggðar á tíðni tvöföldun sem hægt er að nota á þessu bylgjulengdarsviði, sem framleiðir leysiljós á bylgjulengdum 515nm og 532nm (grænt litróf). Hins vegar treysta þessar leysigjafar á ólínulega sjónkristalla sína til að umbreyta dæluleysisorku í orku markbylgjulengdarinnar. Umbreytingarferlið veldur miklu aflmissi og leysirinn krefst flókins kælikerfis og flókinna sjónuppsetningar.

Til þess að mæta þessari áskorun beindi fólk athygli sinni að bláum hálfleiðara leysigeislum. Einn er vegna þess að Blu-ray hefur sína sérstöku eiginleika. Málmefni sem endurspeglast hafa mikla frásogshraða blás ljóss, sem þýðir að blátt ljós hefur mikla yfirburði í málmvinnslu á mjög endurskinsefni (eins og kopar osfrv.). Eins og sýnt er á mynd 1 er frásog blás ljóss af kopar meira en 13× (13 sinnum) hærra en innrauðs ljóss. Að auki breytist frásogshraðinn ekki mikið þegar kopar er bráðinn. Þegar blái leysirinn byrjar að suða mun sami orkuþéttleiki halda suðunni gangandi. Blu-ray laser suðu er í eðli sínu vel stjórnað og minna gölluð og útkoman er hröð og vandaðar lóðar suðu. Á sama tíma frásogast blátt ljós minna í sjó, þannig að það hefur lengri sendingarfjarlægð, sem gerir það mögulegt að þróa sviði neðansjávar leysiefnisvinnslu. Að auki er tiltölulega auðvelt að breyta bláu ljósi í hvítt ljós, svo hægt er að útfæra flóðljós og önnur lýsingarforrit mjög þétt með því að nota bláa leysigeisla. Annað er að hálfleiðara leysir byggðir á gallíumnítríði efni geta beint framleitt leysiljós með bylgjulengd 450nm án frekari tíðni tvöföldunar, þannig að þeir hafa meiri orkubreytingar skilvirkni.

Gert er ráð fyrir að leysirinn með bylgjulengd 450nm muni auka vinnsluskilvirkni koparefna um næstum 20 sinnum samanborið við bylgjulengdina 1µm. Í samanburði við hefðbundna nær-innrauða leysisuðuferli, hafa aflmiklir bláir leysir megindlega og eigindlega kosti. Magnbundnir kostir: Aukinn suðuhraði og breiðari vinnslugluggi skila sér beint í hraðari framleiðni og lágmarka framleiðslustöðvun. Eigindlegir kostir: meiri breiddargráðu, skvettlausar og groplausar hágæða suðu, auk meiri vélrænni styrkleika og minni rafviðnám. Samkvæmni suðugæða getur bætt framleiðsluafraksturinn til muna. Að auki getur blái leysirinn einnig framkvæmt hitaleiðni suðuham, sem er ekki mögulegt með nær-innrauða leysinum.

Samskiptaupplýsingar:

Ef þú hefur einhverjar hugmyndir skaltu ekki hika við að tala við okkur. Sama hvar viðskiptavinir okkar eru og hverjar kröfur okkar eru, munum við fylgja því markmiði okkar að veita viðskiptavinum okkar hágæða, lágt verð og bestu þjónustuna.