Công suất laser là gì

Công suất laser là gì?

Công suất laser là lượng năng lượng mà laser phát ra, và nó ảnh hưởng mạnh mẽ đến tốc độ xử lý và kết quả. Là một trong những thông số quan trọng nhất cần hiểu rõ. Nó quyết định trực tiếp hiệu quả hoạt động của laser trong các công việc như cắt, hàn, làm sạch, khắc dấu và tạo cấu trúc bề mặt.

Một máy có công suất nhỏ không hẳn là dòng máy đó rẻ tiền, khắc yếu hay chưa đủ đạt. Mà nó phụ thuộc vào các yếu tố khác như: vật liệu bạn cần khắc laser gì, mục đích và nhu cầu bạn như thế nào? Ví dụ máy khắc laser UV công suất chỉ 3W/ 5W có thể khắc trên nhựa, thủy tinh cực kỳ hiệu quả mà một máy có công suất cao 20w hay 100w của dòng máy khắc laser fiber kim loại hay laser CO2 đều không thể đáp ứng được.

Công suất laser thường được đo bằng:

• Công suất (W)
• Kilowatt (kW)
• Milliwatt (mW)

Cách đơn giản để hiểu điều đó là:

• 1 watt = 1 joule năng lượng mỗi giây
• 50W = 50 joule năng lượng phát ra mỗi giây

Công suất laser so với cường độ bức xạ

Cần phân biệt công suất laser với mật độ công suất (cường độ bức xạ)

• Công suất laser: tổng năng lượng phát ra mỗi giây
• Cường đồ bức xạ hay còn gọi là mật độ công suất: mức độ tập trung năng lượng trên một bề mặt.

Ví dụ:

Cả laser 50W và laser 100W đều có thể thực hiện những nhiệm vụ tương tự. Công suất cao hơn sẽ hoàn thành cùng một công việc nhanh hơn.

Như vậy, công suất quyết định tốc độ và thông lượng, chứ không nhất thiết chỉ là khả năng.

 

So sánh hoạt động laser sóng liên tục và laser xung

Laser thường hoạt động ở hai chế độ:

Laser sóng liên tục (CW): Laser CW phát ra năng lượng với tốc độ ổn định và không đổi.

Ví dụ:

• Laser CW 50W phát ra năng lượng liên tục 50 joule mỗi giây.
• Các hệ thống này thường được sử dụng cho các tác vụ gia nhiệt ổn định hoặc xử lý liên tục.

 

Laser xung

Laser xung giải phóng năng lượng theo từng đợt ngắn thay vì chùm tia liên tục.

Giữa các xung, năng lượng được tích lũy và sau đó giải phóng trong một khoảng thời gian rất ngắn, tạo ra cường độ đỉnh cao. Laser xung được sử dụng rộng rãi trong:

• Khắc laser
• Làm sạch bằng laser
• Tạo vân bề mặt bằng laser

 

Các thông số chính kiểm soát mức tiêu thụ công suất laser

Hiệu suất của laser không chỉ được xác định bởi tổng công suất laser. Một số thông số khác quyết định cách công suất đó được sử dụng.

Năng lượng xung: Mỗi xung laser mang một lượng năng lượng nhất định.

Thời lượng xung: Thời lượng xung đề cập đến khoảng thời gian mỗi xung laser kéo dài.

• Thời lượng xung ngắn hơn → công suất đỉnh cao hơn
• Thời gian xung càng dài → cường độ đỉnh càng thấp
• Các laser xung cực ngắn (như hệ thống femtosec) có thể tập trung năng lượng vào các khoảng thời gian cực ngắn, cho phép xử lý rất chính xác.
• thời lượng xung thường nằm trong khoảng: 80 ns đến 120 ns.

Tần số laser

Tần số lặp lại cao hơn cho phép xử lý nhanh hơn nhưng đòi hỏi hệ thống điều khiển chùm tia chính xác.

Công suất laser phụ thuộc vào bước sóng laser

Bước sóng laser là khoảng cách giữa hai đỉnh liên tiếp của sóng ánh sáng. Nó thường được đo bằng nanomet (nm) hoặc micromet (µm).

 Bước sóng ngắn hơn có năng lượng photon cao hơn, trong khi bước sóng dài hơn có năng lượng photon thấp hơn. Thông thường khi máy khắc laser nằm trong dãy bước sóng ngắn sẽ ra công suất laser thấp, càng về dãy hồng ngoại thì máy sẽ có thể công suất cao để sử dụng cho các ứng dụng khác nhau. Do vật liệu hấp thụ các bước sóng khác nhau theo những cách khác nhau.

Mối quan hệ giữa công suất laser, năng lượng và tần số

Công suất laser có thể được hiểu thông qua một mối quan hệ đơn giản:

Công suất laser = Năng lượng xung × Tần số lặp lại xung

Năng lượng xung cao hơn → cần ít xung hơn

Tần số lặp lại cao hơn → nhiều xung hơn mỗi giây với năng lượng mỗi xung thấp hơn.

Sự cân bằng này cho phép các kỹ sư điều chỉnh hiệu suất laser cho phù hợp với các vật liệu và quy trình khác nhau.

Ví dụ cụ thể:

Máy khắc laser kim loại tiêu chuẩn Q-Switched có tần số 20 – 80kHz có phạm vi nhỏ hơn laser MOPA có tần số laser là từ 1,5 – 1000kHz. Vì thế laser MOPA có thể xử lý linh động nhiều loại vật liệu hơn laser fiber tiêu chuẩn. Do thời lượng xung có thể tùy chỉnh, laser MOPA làm giảm vùng ảnh hưởng nhiệt trên vật liệu được gia công. Điều này làm giảm hư hại do nhiệt và sự đổi màu, bảo toàn tính toàn vẹn của vật liệu và đạt được độ chi tiết tuyệt đối, đặc biệt khi làm việc với các vật liệu nhạy cảm trong khi laser q-switched là không thể. Hơn nữa phạm vi tần số xung laser có thể tới 1000khz nên có thể khắc sâu, cắt kim loại tốt hơn.

Tìm hiểu thêm về chúng tôi – Laser Tân Tiến

Laser Tân Tiến với 15 năm kinh nghiệm vận hành chuyên sâu trong sản xuất hệ thống laser và cung cấp các giải pháp cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Kinh nghiệm của chúng tôi trong các giải pháp laser cho gia công vật liệu kim loại và phi kim loại. Phục vụ các ngành quảng cáo, ô tô & hàng không, kim loại,…

Hệ thống Laser Tân Tiến có thể cắt và khắc bằng laser, cho phép bạn tung ra các sản phẩm mới cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau. 

Quý khách có nhu cầu mua các loại máy khắc laser, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi theo thông tin bên dưới. Rất hân hạnh được phục vụ quý khách!

• CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ TÂN TIẾN
• ĐC: 115/23/8 Nguyễn Văn Quá, phường Tân Hưng Thuận, Q.12, Tp.HCM
• Mobile: 0972 692 192 – 0919 036 046
• Email: ngtuanke@gmail.com
• Website : www.lasertantien.com.vn