टॉप हैट/फ्लैट टॉप लेजर बीम का उपयोग क्यों करें?

अधिकांश लेजर बीम गॉसियन हैं, लेकिन कुछ मामलों में गैर-गॉसियन विकिरण प्रोफ़ाइल होना फायदेमंद हो सकता है। जैसे-जैसे लेजर बीम क्रॉस-सेक्शन के केंद्र से दूरी बढ़ती है, गॉसियन बीम का सममित विकिरण वितरण कम हो जाता है। फ्लैट-टॉप या टॉप-हैट बीम में लेजर बीम के क्रॉस-सेक्शन में निरंतर विकिरण वितरण होता है (चित्र 1)। कुछ अनुप्रयोग जो किसी दिए गए क्षेत्र में निरंतर तीव्रता से लाभान्वित होते हैं उनमें अर्धचालक वेफर्स का प्रसंस्करण, उच्च शक्ति स्तरों पर नॉनलाइनियर आवृत्ति रूपांतरण और सामग्री प्रसंस्करण शामिल हैं। फ़्लैट-टॉप बीम आमतौर पर गॉसियन बीम की तुलना में अधिक सटीक और पूर्वानुमानित परिणाम देते हैं, जैसे कि अधिक स्पष्ट कट और तेज़ किनारे, लेकिन वे अतिरिक्त सिस्टम जटिलता और लागत के साथ आते हैं।

चित्र 1: गाऊसी किरणें अनुप्रयोग के लिए आवश्यक सीमा से अधिक अतिरिक्त ऊर्जा और गाऊसी किरण के बाहरी हिस्सों में सीमा से कम ऊर्जा दोनों के माध्यम से ऊर्जा बर्बाद करती हैं। टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम इस मायने में अधिक कुशल हैं कि वे बर्बाद ऊर्जा को कम करते हुए सीमा से आगे निकल जाते हैं।

 

 

गाऊसी किरणें
उच्च-गुणवत्ता वाले एकल-मोड लेज़र निम्न-क्रम वाले गाऊसी विकिरण वितरण, टीईएम00 मोड का उत्पादन करते हैं। टॉप हैट/फ्लैट टॉप लेजर बीम के समान औसत ऑप्टिकल शक्ति वाले गाऊसी बीम में टॉप हैट/फ्लैट टॉप लेजर बीम की चरम ऊर्जा घनत्व दोगुनी होती है (चित्र 2)। परिवर्तन के तहत गाऊसी किरण स्थिर रहती है; इसलिए, जैसे-जैसे किरण सिस्टम के माध्यम से फैलती है, बीम का आकार बदलने पर भी बीम प्रोफ़ाइल गाऊसी वितरित रहती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गाऊसी फ़ंक्शन का फूरियर रूपांतरण एक अन्य गाऊसी फ़ंक्शन है। प्रकाश अनंत तक फैलकर या एक आदर्श लेंस के माध्यम से ध्यान केंद्रित करके एक फूरियर परिवर्तन से गुजरता है। टीईएम जैसे लेज़र मोड के बारे में अधिक जानने के लिए, हमारे लेज़र रेज़ोनेटर मोड एप्लिकेशन नोट पर जाएँ।

चित्र 2: गॉसियन और फ्लैट टॉप बीम एक ही ऑप्टिकल पावर पर, यह दर्शाता है कि गॉसियन बीम की चरम तीव्रता फ्लैट टॉप बीम की तुलना में दोगुनी है।

गॉसियन लेज़र अन्य लेज़रों की तुलना में अधिक सामान्य और लागत प्रभावी हैं, लेकिन उनमें कई कमियां हैं, जैसे कि उनके "पंख" या बीम के प्रयोग करने योग्य केंद्र से कम तीव्रता वाले क्षेत्र का विस्तार। यदि गॉसियन बीम के पंखों की तीव्रता अनुप्रयोग के लिए आवश्यक सीमा से कम है, तो इसके परिणामस्वरूप आमतौर पर ऊर्जा बर्बाद होती है (चित्र 1)। वे आसपास के क्षेत्र को भी नुकसान पहुंचाते हैं और गर्मी प्रभावित क्षेत्र का विस्तार करते हैं, जो लेजर सर्जरी और सटीक सामग्री प्रसंस्करण जैसे अनुप्रयोगों के लिए हानिकारक हो सकता है। गॉसियन बीम के साथ बारीक विशेषताओं को काटने या आकार देने से बीम के बड़े ताप-प्रभावित क्षेत्र के कारण टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम की तुलना में कम सटीकता होती है, जिससे टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम ऐसे अनुप्रयोगों के लिए बेहतर विकल्प बन जाते हैं।

 

 

टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम्स

एक वास्तविक बीम एक आदर्श फ्लैट टॉप बीम के कितना करीब है इसका मूल्यांकन करने का एक तरीका समतलता कारक (एफ) है_η). इसका निर्धारण औसत विकिरण मान को वर्णित अधिकतम विकिरण मान से विभाजित करके किया जाता है।

 

Fη=औसत विकिरण / अधिकतम विकिरण

 

टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम में पंखों की अनुपस्थिति और तेज धार वाले संक्रमण अधिक कुशल ऊर्जा हस्तांतरण और कम गर्मी-प्रभावित क्षेत्र की अनुमति देते हैं। यह अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए फायदेमंद है जहां उच्च सटीकता और आसपास के क्षेत्र में क्षति को कम करना प्राथमिकता है। लेजर-प्रेरित क्षति सीमा (एलआईडीटी) परीक्षण जैसे मेट्रोलॉजी अनुप्रयोगों में, टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम की एक समान और अच्छी तरह से परिभाषित प्रोफ़ाइल माप अनिश्चितता और सांख्यिकीय भिन्नता को कम करती है।

 

टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम गॉसियन बीम की तरह लागत प्रभावी नहीं हैं क्योंकि लेजर आउटपुट को टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम में बदलने के लिए एक अतिरिक्त बीम आकार देने वाले घटक की आवश्यकता होती है (चित्रा 3)। इस बीम आकार देने वाले घटक को लेजर स्रोत में बनाया जा सकता है या लेजर के बाहर रखा जा सकता है। ये अतिरिक्त बीम शेपर्स xy संरेखण के प्रति संवेदनशील हैं और इनपुट बीम व्यास पर निर्भर करते हैं। परिवर्तन के तहत टॉप हैट/फ्लैट टॉप लेजर बीम स्थिर नहीं रहता है। इसलिए, बीम के प्रसार के कारण आपतित टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम का बीम प्रोफ़ाइल स्वाभाविक रूप से संरक्षित नहीं होता है। टॉप हैट/फ्लैट टॉप फ़ंक्शन का फूरियर रूपांतरण एक हवादार स्पॉट फ़ंक्शन है, जिसका अर्थ है कि टॉप हैट/फ्लैट टॉप बीम अंततः एक हवादार स्थान में विकसित होगा।

चित्र 3: गॉसियन वितरण और सपाट शीर्ष वितरण के बीच परिवर्तित होने वाली बीम प्रोफ़ाइल का एनीमेशन।

 

 

हाई-हैट/फ्लैट-हैट लेजर बीम का उपयोग विभिन्न औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों के लिए कई प्रकार के लाभ प्रदान करता है। अपने समान ऊर्जा वितरण और थर्मल लेंसिंग और स्पॉट आकार को कम करने की क्षमता के साथ, इस प्रकार की बीम कई अलग-अलग लेजर प्रक्रियाओं की सटीकता, स्थिरता और प्रभावशीलता में सुधार करने में मदद कर सकती है।

 

SDQY लेज़र तकनीकी मजबूती वाली एक लेज़र सफाई मशीन फैक्ट्री है। हमारे पास ग्राहकों को 200w, 300w, 500w टॉप-हैट/फ्लैट-टॉप बीम और 100w 200w 300w 1000w गॉसियन बीम लेजर सफाई मशीनों सहित उच्च गुणवत्ता, उच्च प्रदर्शन वाले लेजर सफाई उपकरण प्रदान करने के लिए एक पेशेवर आर एंड डी टीम है। साथ ही, हम ग्राहकों की विभिन्न आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ग्राहकों की जरूरतों के अनुसार अनुकूलित स्वचालित लेजर सफाई समाधान भी प्रदान कर सकते हैं।

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