Thông tin laser
Dữ liệu nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu suất chuyển đổi quang điện của laser CO2 RF là khoảng 10% ~ 20%, và năng lượng còn lại sẽ được chuyển đổi thành nhiệt thải.
Nếu diện tích phóng điện của laser CO2 RF không tản nhiệt hiệu quả, nhiệt độ khí trong khu vực phóng điện sẽ tiếp tục tăng gây ra chuyển động nhiệt của các phân tử trong vùng phóng điện tăng lên cùng với sự gia tăng nhiệt độ và tiêu thụ các phân tử ở mức năng lượng trên, do đó mở rộng quá trình chuyển đổi vạch quang phổ phân tử CO2 và cuối cùng ảnh hưởng đến sự ổn định của công suất đầu ra laser hoặc làm giảm công suất đầu ra của nó.
Do đó, việc tản nhiệt của laser bằng các phương tiện phụ trợ bên ngoài là rất quan trọng.
Hiện nay, các dữ liệu hiện có đã chỉ ra rằng hiệu suất chuyển đổi quang điện cao khi nhiệt độ khí laser của laser CO2 là 400 - 500K.
Phương pháp tản nhiệt phổ biến của laser
Thường có hai phương pháp tản nhiệt để sử dụng laser RF: làm mát không khí và làm mát bằng nước.
Phương pháp làm mát không khí thường được sử dụng trong laser công suất thấp (công suất thường không vượt quá 100W); phương pháp làm mát bằng nước bao gồm toàn bộ dải công suất của laser CO2.
Hai phương pháp tản nhiệt trên có một đặc điểm chung, đó là chúng không làm mát trực tiếp khu vực phóng điện tạo ra nhiệt mà dẫn nhiệt thải sinh ra trong khu vực xả đến chất làm mát hoặc tấm tản nhiệt thông qua quá trình dẫn điện.
Ảnh hưởng của nhiệt độ nước làm mát đến laser
Đối với phương pháp làm mát bằng nước, nước tinh khiết, nước cất hoặc nước khử ion thường được sử dụng làm chất làm mát (chất chống đông cũng có thể được sử dụng vào mùa đông) để làm mát laser.
Theo định luật làm mát của Newton:
Trong đó, Φ đại diện cho nhiệt tản nhiệt, A đại diện cho diện tích của bộ tản nhiệt, η đại diện cho hệ số truyền nhiệt, Δt đại diện cho chênh lệch nhiệt độ.
Có thể kết luận rằng sau khi cấu trúc và vật liệu của laser CO2 được xác định, yếu tố chính ảnh hưởng đến tản nhiệt là chênh lệch nhiệt độ (chênh lệch nhiệt độ ở đây đề cập đến chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ của khu vực phóng điện laser).
Lấy nước tinh khiết làm ví dụ, khi nhiệt độ của chất làm mát tăng, chênh lệch nhiệt độ giữa nước tinh khiết và khu vực xả sẽ giảm, hiệu ứng tản nhiệt sẽ giảm và cuối cùng ảnh hưởng đến công suất laser. Theo một số dữ liệu thực nghiệm, khi nhiệt độ của nước làm mát (nước tinh khiết) tăng khoảng 1 ° C, công suất laser sẽ giảm khoảng 0,5% ~ 1%.
Nhiệt độ nước làm mát có thể hạ xuống vô hạn không? Không. Đối với một số laser CO2, nhiệt độ làm mát quá thấp đòi hỏi thời gian làm nóng bằng laser lâu hơn, điều này sẽ làm giảm hiệu quả làm việc của laser.
Ảnh hưởng phổ biến nhất là nhiệt độ nước làm mát quá thấp sẽ dẫn đến ngưng tụ trên bề mặt laser, ảnh hưởng đến việc sử dụng laser và thậm chí rút ngắn tuổi thọ của nó.
Chất làm mát và công suất laser ổn định
Rõ ràng, để làm cho công suất đầu ra laser ổn định hơn, cần phải làm cho nhiệt độ khí laser CO2 tương đối ổn định, nghĩa là hiệu ứng tản nhiệt ổn định.
Sơ đồ công suất laser ZAMIA F8i RF
Có thể thấy từ Định luật làm mát của Newton (Ф = Α * η * Δt) rằng chênh lệch nhiệt độ không đổi (Δt) là yếu tố chính của hiệu ứng tản nhiệt ổn định.
Xem xét sức mạnh và độ ổn định của laser, SPT khuyên bạn nên đặt nhiệt độ của chất làm mát laser RF CO2 thành 25 ± 2 ° C. Vào mùa hè nóng nực, bạn cũng có thể đặt ở 28 ± 2 ° C để tránh ngưng tụ.
Nhấp để tìm hiểu thêm về cách ngăn chặn laser ngưng tụ
Đặt nhiệt độ của chất làm mát laser RF CO2 thành 25 ± 2 ° C
Vào mùa đông, nếu điều kiện cho phép, cần phải giữ cho máy làm lạnh chạy liên tục. Để tiết kiệm năng lượng, nên điều chỉnh nhiệt độ của nước ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ bình thường lên 5 ~ 10 ° C để đảm bảo chất làm mát ở trạng thái tuần hoàn và nhiệt độ không thấp hơn điểm đóng băng.
Nhấp để tìm hiểu thêm về chất chống đông bằng laser.
Chất chống đông thương hiệu chuyên nghiệp cũng có thể được sử dụng nếu cần thiết (không thay thế bằng ethanol, nếu không nó có thể gây ra thiệt hại).
Nếu diện tích phóng điện của laser CO2 RF không tản nhiệt hiệu quả, nhiệt độ khí trong khu vực phóng điện sẽ tiếp tục tăng gây ra chuyển động nhiệt của các phân tử trong vùng phóng điện tăng lên cùng với sự gia tăng nhiệt độ và tiêu thụ các phân tử ở mức năng lượng trên, do đó mở rộng quá trình chuyển đổi vạch quang phổ phân tử CO2 và cuối cùng ảnh hưởng đến sự ổn định của công suất đầu ra laser hoặc làm giảm công suất đầu ra của nó.
Do đó, việc tản nhiệt của laser bằng các phương tiện phụ trợ bên ngoài là rất quan trọng.
Hiện nay, các dữ liệu hiện có đã chỉ ra rằng hiệu suất chuyển đổi quang điện cao khi nhiệt độ khí laser của laser CO2 là 400 - 500K.
Phương pháp tản nhiệt phổ biến của laser
Thường có hai phương pháp tản nhiệt để sử dụng laser RF: làm mát không khí và làm mát bằng nước.
Phương pháp làm mát không khí thường được sử dụng trong laser công suất thấp (công suất thường không vượt quá 100W); phương pháp làm mát bằng nước bao gồm toàn bộ dải công suất của laser CO2.
Hai phương pháp tản nhiệt trên có một đặc điểm chung, đó là chúng không làm mát trực tiếp khu vực phóng điện tạo ra nhiệt mà dẫn nhiệt thải sinh ra trong khu vực xả đến chất làm mát hoặc tấm tản nhiệt thông qua quá trình dẫn điện.
Ảnh hưởng của nhiệt độ nước làm mát đến laser
Đối với phương pháp làm mát bằng nước, nước tinh khiết, nước cất hoặc nước khử ion thường được sử dụng làm chất làm mát (chất chống đông cũng có thể được sử dụng vào mùa đông) để làm mát laser.
Theo định luật làm mát của Newton:
Trong đó, Φ đại diện cho nhiệt tản nhiệt, A đại diện cho diện tích của bộ tản nhiệt, η đại diện cho hệ số truyền nhiệt, Δt đại diện cho chênh lệch nhiệt độ.
Có thể kết luận rằng sau khi cấu trúc và vật liệu của laser CO2 được xác định, yếu tố chính ảnh hưởng đến tản nhiệt là chênh lệch nhiệt độ (chênh lệch nhiệt độ ở đây đề cập đến chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ nước làm mát và nhiệt độ của khu vực phóng điện laser).
Lấy nước tinh khiết làm ví dụ, khi nhiệt độ của chất làm mát tăng, chênh lệch nhiệt độ giữa nước tinh khiết và khu vực xả sẽ giảm, hiệu ứng tản nhiệt sẽ giảm và cuối cùng ảnh hưởng đến công suất laser. Theo một số dữ liệu thực nghiệm, khi nhiệt độ của nước làm mát (nước tinh khiết) tăng khoảng 1 ° C, công suất laser sẽ giảm khoảng 0,5% ~ 1%.
Nhiệt độ nước làm mát có thể hạ xuống vô hạn không? Không. Đối với một số laser CO2, nhiệt độ làm mát quá thấp đòi hỏi thời gian làm nóng bằng laser lâu hơn, điều này sẽ làm giảm hiệu quả làm việc của laser.
Ảnh hưởng phổ biến nhất là nhiệt độ nước làm mát quá thấp sẽ dẫn đến ngưng tụ trên bề mặt laser, ảnh hưởng đến việc sử dụng laser và thậm chí rút ngắn tuổi thọ của nó.
Chất làm mát và công suất laser ổn định
Rõ ràng, để làm cho công suất đầu ra laser ổn định hơn, cần phải làm cho nhiệt độ khí laser CO2 tương đối ổn định, nghĩa là hiệu ứng tản nhiệt ổn định.
Có thể thấy từ Định luật làm mát của Newton (Ф = Α * η * Δt) rằng chênh lệch nhiệt độ không đổi (Δt) là yếu tố chính của hiệu ứng tản nhiệt ổn định.
Xem xét sức mạnh và độ ổn định của laser, SPT khuyên bạn nên đặt nhiệt độ của chất làm mát laser RF CO2 thành 25 ± 2 ° C. Vào mùa hè nóng nực, bạn cũng có thể đặt ở 28 ± 2 ° C để tránh ngưng tụ.
Nhấp để tìm hiểu thêm về cách ngăn chặn laser ngưng tụ
Đặt nhiệt độ của chất làm mát laser RF CO2 thành 25 ± 2 ° C
Vào mùa đông, nếu điều kiện cho phép, cần phải giữ cho máy làm lạnh chạy liên tục. Để tiết kiệm năng lượng, nên điều chỉnh nhiệt độ của nước ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ bình thường lên 5 ~ 10 ° C để đảm bảo chất làm mát ở trạng thái tuần hoàn và nhiệt độ không thấp hơn điểm đóng băng.
Nhấp để tìm hiểu thêm về chất chống đông bằng laser.
Chất chống đông thương hiệu chuyên nghiệp cũng có thể được sử dụng nếu cần thiết (không thay thế bằng ethanol, nếu không nó có thể gây ra thiệt hại).
