Giỏ hàng

Laser diode hoạt động như thế nào ?

Lợi ích của laser diode (laser rắn)? Nó có điểm gì khác so với laser Co2 và laser fiber (laser sợi quang)? Đây là câu hỏi mà anh em kĩ thuật liên quan tới mảng laser rất quan tâm và gọi điện nhờ CNC3DS tư vấn, hôm nay chúng tôi sẽ viết bài phần nào giải đáp thắc mắc của anh em.

Có nhiều loại laser khác nhau trên thị trường, nhưng laser diode (trạng thái rắn) gần đây đang nhận được nhiều sự chú ý vì với sự phát triển của kĩ thuật tinh thể mới đã nâng cao được mật độ công suất laser - có nghĩa tạo ra một nguồn laser công suất cao hơn trong khi kích thước vẫn nhỏ gọn. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một số thông tin cơ bản về laser diode, so sánh với laser CO2 và laser sợi quang.

Khái niệm cơ bản Diode Laser 

Cơ sở của một laser diode trạng thái rắn là các diode. Diode laser có bước sóng phát xạ khác nhau - từ 405 nm đến 808 nm. Vỏ diode laser thường theo chuẩn TO3, TO5, TO9, hoặc TO18.

Mạch điều khiển laser

Diode laser sẽ có tuổi thọ cao hơn nếu mạch điều khiển tốt bởi vì phần lớn điốt laser rất nhạy cảm với điện áp ban đầu và dòng điện. Điốt khác nhau cần mạch điều khiển khác nhau để giảm thiểu điện áp và dòng điện. Ví dụ, mạch điều khiển laser Na UBM44 hoặc NUBM47 sẽ không hoạt động đối với laser diode M140. Một mạch điều khiển laser chất lượng cao sẽ ổn định được điện áp và dòng điện cho đầu laser diode (Bởi vì công suất laser được điều khiển qua điện áp đầu vào).

Vấn đề làm lạnh diode laser cực kì quan trọng, tôi nhắc lại là cực kì quan trong. Mặc dù thường các diode laser đặt trong ống giải nhiệt đồng, nhưng nếu laser có công suất lớn hơn 500mW thì cần phải có thêm giải pháp tản nhiệt bổ sung bởi các ống đồng có thể tản nhiệt không kịp khi laser hoạt động hết công suất trong một khoảng thời gian, bởi vậy nếu anh em muốn đầu laser bền thì tốt nhất là nên lắp thêm tản nhiệt phụ cho nó, tốt nhất là mua bộ tản nhiệt nước loại dùng tản nhiệt cho CPU máy tính cao cấp. Một hệ thống làm mát tốt sẽ tăng tuổi thọ của bóng laser lên rất nhiều.

Với bộ đầu laser diode bản thương mại thì nhà sản xuất đã tích hợp đầy đủ hệ thống tản nhiệt và quạt làm mát cho anh em.

Laser cần một hệ thống có thể tập trung năng lượng - gọi là cơ cấu hội tụ. Hầu hết các laser có thể hoạt động với hai loại thấu kính: ống kính tiêu cự ba phần tử hoặc ống kính tiêu cự ngắn G2. Ống kính ba phần tử có thể có phạm vi lấy nét từ 2-10 cm, trong khi ống kính G2 có dải tiêu cự 2-10 mm do đó G2 thường được chọn khi cắt laser.

So sánh Laser Diode với laser sợi quang (laser fiber) và laser CO2

Lợi ích chính của laser diode (trạng thái rắn) là khả năng tạo ra một nguồn phát laser kích thước nhỏ có trọng lượng không vượt quá 200 gram. Trọng lượng và kích thước của diode laser cho phép nó được cài đặt cho hầu như bất kỳ máy in 3D hoặc máy CNC nào. Một ưu điểm lớn khác của mô-đun laser diode là nó không yêu cầu nguồn điện phức tạp bổ sung. Một diode laser có thể hoạt động bằng nguồn phổ thông 12 V, 7-8 A. Điều này mang đến tính di động và dễ cài đặt làm cho laser diode trở thành một công cụ tuyệt vời cho những người đam mê laser, người có sở thích và nhà sản xuất.

Laser diode có bước sóng đa dạng, phổ biến thường thấy có bước sóng là 450 micron (blue). Laser diode chế tạo phức tạp hơn nhiều và đòi hỏi công nghệ cao. Do bước sóng ngắn nên khắc dc các vật liệu kim loại (có thể chế tạo laser bước sóng dài để khắc phi kim nên có dải vật liệu hoạt động rộng), dễ dàng ghép nhiều diode lại tạo thành hệ thống công suất rất cao - Fiber Laser. Tiêu thụ ít năng lượng. Hệ thống driver đơn giản, dễ chế tạo. Tuổi thọ rất cao ~50.000h. Laser diode hay được lắp đặt trên máy khắc laser mini do tính nhỏ gọn, cơ động dễ tháo lắp của chúng.

Với laser diode công suất 8-10w, bước sóng 445nm có thể khắc trên kim loại.

Khi so sánh về giá thì một ống phóng CO2 40W có thể có cùng giá với laser diode 8W hoặc 10W. Vấn đề là, một ống CO2 chất lượng cao - ống mà cho công suất thực với công suất từ ​​40W đến 60W sẽ đắt hơn nhiều những gì mà anh em thấy trên quảng cáo các ống phóng 40w giá rẻ của những nhà sản xuất không tên tuổi. Một bất lợi là ống laser CO2 dễ vỡ và không thực sự phù hợp khi đặt lên một máy cnc cỡ nhỏ. Các ống CO2 chỉ có thể được lắp đặt trên các máy có đủ không gian và yêu cầu một hệ gương phản xạ phức tạp. Ngoài ra, tiêu thụ điện năng cho một máy laser CO2 sẽ nhiều hơn so với máy laser diode.

Laser CO2 có bước sóng trong khoảng 10000 micron, khắc và cắt rất tốt trên vật liệu phi kim, kể cả vật liệu trong suốt như mica. Cấu tạo đơn giản, chế tạo dể. Nhưng để chạy dc laser CO2 ko phải chỉ có cái bóng mà còn phải có hệ thống driver, tản nhiệt, công suất, cao áp, kính hội tụ, gương phản chiều => tổng giá thành cũng ko hể rẻ. Trọng lương vs kích thước lớn, lắp đặt khó hơn, tuổi thọ sử dụng thấp.

Laser sợi quang (còn gọi là laser fiber)

Máy laser sợi quang từ 10 đến 20 W có thể có chi phí lên tới $ 10-15K USD - nó là thiết bị chuyên nghiệp và mạnh mẽ thì dĩ nhiên nó dành cho những nhà sản xuất, làm dịch vụ cắt khắc chuyên nghiệp còn laser diode với giá thành rẻ thì là một lựa chọn phải chăng cho những người mới bắt đầu hoặc là những người đam mê DIY. Diode laser có tiềm năng rất lớn, và là một giải pháp hoàn hảo cho những người muốn nâng cấp và mang lại phần mở rộng cho một máy in 3D hoặc máy CNC.

Bài viết liên quan

Gọi Ngay:Hot line
0904.132.679