โหมดเดียวคืออะไร? มัลติโหมดคืออะไร?
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเลเซอร์โหมดเดียวและเลเซอร์มัลติโหมดคือ เลเซอร์โหมดเดียวมีรูปแบบลำแสงเอาต์พุตเพียงโหมดเดียว ในขณะที่เลเซอร์มัลติโหมดมีหลายโหมดในรูปแบบลำแสงเอาต์พุต
นั่นคือ โหมดเดียวหมายถึงโหมดการกระจายพลังงานเลเซอร์แบบเดียวในระนาบสองมิติ ในขณะที่โหมดหลายโหมดหมายถึงโหมดการกระจายพลังงานเชิงพื้นที่ที่เกิดจากการรวมโหมดการกระจายหลายโหมดเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น เลเซอร์ของคุณคือ 1064 นาโนเมตร สมมติว่าคุณยิงออกไปครบ 1064 แต่ไปยังเป้าหมาย ถ้ามีหลายจุดพร้อมกัน เช่น 10 วง 9 วง 7 วง 2 วง อะไรก็ได้ แม้แต่รูใหญ่ นั่นคือ โหมดหลายแนวขวาง แต่ถ้าคุณยิงวงแหวนทั้ง 10 ออกหนึ่งจุด นั่นคือการตายในแนวนอนครั้งเดียว
ในแง่ของการกระจายพลังงาน:
อุตสาหกรรมมักจะพูดถึง single mode หมายถึงโหมดตามขวางของเลเซอร์ กล่าวคือ มีเพียงโหมดเดียวภายในภาคตัดขวางคือแบบ Gaussian แบบกระจาย โดยมีจุดโฟกัสอยู่ตรงกลางถึงขอบด้านนอก และพลังงานเลเซอร์ ความหนาแน่นลดลงเป็นลำดับ ในทางกลับกัน โหมดหลายโหมดจะแสดงจุดพลังงานจำนวนมากในส่วนตัดขวาง และยิ่งมีโหมดมากเท่าไหร่ พลังงานก็ยิ่งกระจายในลักษณะแบนราบ เปรียบได้กับพู่สีแดงและแท่งฟันของหมาป่า .
ความแตกต่างระหว่างโหมดเดี่ยวและโหมดหลายโหมดในการเชื่อมคือ: หากคุณต้องการเชื่อมฟิวชั่นเชิงลึก จะเหมาะสำหรับโหมดเดี่ยวหรือโหมดน้อย โหมดเดี่ยวมีข้อได้เปรียบในการประกบการเชื่อมฟิวชันเชิงลึก การเชื่อมแบบกองซ้อน การเชื่อมแบบฟิวเล็ต ฯลฯ ความหนาแน่นของพลังงานสูงจะง่ายต่อการเข้าถึงความลึกของฟิวชัน โหมดหลายโหมดเหมาะสำหรับการเชื่อมแบบตื้น ความเรียบที่ดี พลังงานการเชื่อมที่สม่ำเสมอ แต่ยังเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียคุณภาพ เช่น การระเหยและการทะลุที่ศูนย์กลางของแนวเชื่อมซึ่งเกิดจากจุดหลอมเหลวต่ำของวัสดุฐาน
สมมติว่าพิกัดแนวตั้งของเส้นโค้งแสดงถึงความหนาแน่นของพลังงาน การกระจายพลังงานแบบ Gaussian ระดับสีเขียว สีน้ำเงินคือการกระจายพลังงานแบบหลายโหมด และสีแดงคือลำแสงด้านบนแบนราบ จะเห็นได้ว่าโหมดเดี่ยวมีความเข้มข้นมากกว่าในความหนาแน่นของพลังงาน และหน่วยความหนาแน่นของพลังงานมีค่ามากกว่า
โดยทั่วไป มัลติโหมดโหมดเดียวสามารถแยกความแตกต่างจากคุณภาพของลำแสงเลเซอร์ M²:
ปัจจัย M² คำนวณโดยการหารผลคูณของความกว้างของลำแสงจริงและมุมเบี่ยงด้วยผลคูณของความกว้างของลำแสงในอุดมคติและมุมเบี่ยง โดยที่ลำแสงในอุดมคติถูกกำหนดโดยโหมดพื้นฐาน Gaussian beam และความกว้างของลำแสงถูกกำหนดโดย ช่วงเวลาลำดับที่สอง เมื่อลำแสงเลเซอร์ผ่านระบบออพติคอลที่ปราศจากความคลาดเคลื่อน ปัจจัย M² ของมันคือค่าคงที่ของการส่งผ่าน และ M² มากกว่าหรือเท่ากับ 1; ยิ่ง M² เบี่ยงเบนไปจาก 1 มากเท่าใด คุณภาพของลำแสงเลเซอร์ก็ยิ่งแย่ลงเท่านั้น
ขึ้นอยู่กับ M² เลเซอร์สามารถจำแนกได้เป็นสามประเภท ได้แก่ เลเซอร์โหมดเดียวบริสุทธิ์ที่มีค่า M2 < 1.3 เลเซอร์กึ่งโหมดเดียวที่มี M2 ระหว่าง 1.3 ถึง 2{{10}} และเลเซอร์หลายโหมด ด้วย M2 > 2.0
เลเซอร์โหมดเดี่ยวกับมัลติโหมด:
เส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดียวมีขนาดเล็ก (14um) พลังงานเป็นแบบ Gaussian distribution จุดโฟกัสมีขนาดเล็ก ความหนาแน่นของพลังงานสูง (พลังงานเท่ากัน ความหนาแน่นของพลังงานมากกว่ามัลติโหมด 4-10 เท่า) และ โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะผสมสูง (อลูมิเนียมทองแดง) สามารถสร้างรูกุญแจสระว่ายน้ำที่หลอมละลายได้ทันที (ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเกณฑ์การหลอมโลหะผสมสูง) ไม่มีการกลับรายการสูง ไม่ง่ายที่จะทำลาย เส้นใยและสามารถบรรลุการประมวลผลความเร็วสูงต่อต้านโลหะผสมสูง แต่ยังมีข้อได้เปรียบในการเชื่อมต่อไมโคร
อินพุตความร้อน: พลังงานโหมดเดียวมีความเข้มข้นมากขึ้น, โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็ก, บ่อหลอมเหลวขนาดเล็ก, การเปลี่ยนรูปทางความร้อนขนาดเล็ก, ความลึกของการหลอมเหลวขนาดใหญ่, ลำแสงโหมดเดียวเหมือนมีดคม, หลายโหมดเหมือนปลายกระสุน
กระบวนการเชื่อม: การเปิดรูกุญแจโหมดเดียวมีขนาดเล็ก การเปิดรูกุญแจหลายโหมดมีขนาดใหญ่ สะท้อนให้เห็นในเสถียรภาพการเชื่อม การเชื่อมความเร็วต่ำโหมดเดียวไม่เสถียร ง่ายต่อการมีสะเก็ดและรูพรุน ต้องตรงกับหัวสั่น กระจกสั่นสะเทือน หรือการเชื่อมความเร็วสูง สะเก็ดเชื่อมความเร็วต่ำมีขนาดใหญ่ แผ่นบางซ้อน เชื่อมสปัตเตอริง โหมดเดียวมีอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างมากขึ้น (อัตราส่วนของความลึกต่อความกว้างของโลหะวิทยา); หลายโหมดได้อย่างอิสระในการเชื่อมแบบนำความร้อนและการเชื่อมแบบฟิวชั่นแบบสลับลึก เหมาะสำหรับการประกบ และเข้ากันได้สูงกับความผันผวนของช่องว่าง
ความแตกต่างของการใช้งาน: โหมดเดียวเนื่องจากจุดเล็ก, ความเข้มข้นของพลังงาน, การเจาะที่ดี, การควบคุมความร้อนที่ละเอียดยิ่งขึ้น, เหมาะสำหรับการประมวลผลการเชื่อมต่อขนาดเล็ก (3C, การแพทย์, ฯลฯ) แต่พลังงานไม่สูง (สูงสุด 3 ปัจจุบัน{{ 4}}W โฆษณาสำหรับผู้ใหญ่); หลายโหมดสามารถให้กำลังไฟที่สูงขึ้น (10,000 วัตต์) เหมาะสำหรับการเชื่อมในพื้นที่ขนาดใหญ่ ความเข้ากันได้ที่สูงขึ้นกับการประมวลผลความหนาของวัสดุที่แตกต่างกัน สำหรับความหนาที่แตกต่างกัน ช่องว่างที่แตกต่างกัน สามารถใช้วัสดุที่แตกต่างกันได้ ค่าใช้จ่ายของหลายโหมดก็มีข้อดีเช่นกัน
