Застосування аерокосмічного буріння - волоконні лазери
Переваги волоконних лазерів очевидні порівняно з імпульсними лазерами Nd: YAG. По-перше, джерелом насоса волоконного лазера є діод замість лампи спалаху, тому він може утворювати ідеальну квадратну хвилю. По-друге, флеш-нагнітається Nd: YAG-лазер повільніше і повільніше, тому завжди є частина лазерної енергії нижче, ніж поріг випаровування цільової області. Ця частина енергії розплавить матеріал, змусивши відшаровуватися покриттям теплового бар'єру. Щоб відповідати специфікаціям шару переробки, період імпульсу повинен бути менше 1 мс. На цьому етапі волоконні лазери мають абсолютну перевагу, оскільки вони генерують форми хвилі квадратної хвилі, тому використання імпульсів 10 мс може відповідати специфікаціям аерокосмічних пристроїв для реконструкції і розтріскування.
Для ілюстрації ми використовуємо камеру згоряння. При використанні імпульсного буріння камера згоряння обертається кілька разів паралельно під час процесу буріння. У цьому випадку для буріння потрібні 5 імпульсів, а для формування вентиляторних отворів використовуються 2 отвори. Зазвичай максимальна частота повторення цього лазера становить 10 імпульсів / секунду. Волоконний лазер може утворювати вентиляторний отвір з одним довгим імпульсом. Якщо використовується той же самий період імпульсу і енергія імпульсу, що і Nd: YAG лазер, швидкість може досягати 10 разів. Таку ж якість буріння можна досягти за допомогою одного або двох довгих імпульсів або декількох імпульсів. Крім того, волоконний лазер також може регулювати період імпульсу після буріння і свердління, замість того, щоб використовувати безліч імпульсів весь час, що допомагає уникнути пошкодження тіла.
Волоконні лазери характеризуються виходом з плоскою вершиною, тоді як лазери Nd: YAG мають приблизно гаусовий характер. Тому, завдяки режиму плоскої верхівки, перший перевищує поріг випаровування, тоді як останній має значну частку нижче порогу. Дослідження показали, що волоконні лазери вимагають менше енергії для досягнення того ж ефекту буріння при тих же умовах. Причина полягає в прямокутному + плоскому режимі. Крім того, внаслідок цієї характеристики волоконні лазери більш ефективні в бурінні і мають менший термічний збиток. Менше термічне пошкодження призведе до поліпшення відшаровування покриттів і переробки.
Однією з причин, чому Nd: YAG-лазери отримали велику увагу, є унікальне властивість розбіжності пучка, розмір плями якої може змінюватися зі збільшенням або зменшенням потужності, і бажана апертура може бути досягнута шляхом переорієнтації. Деякі Nd: YAG лазери інтегрують внутрішній фокусуючий телескоп для зміни кута розбіжності пучка, але це регулювання вимагає від оператора високого рівня професіоналізму, трудомісткості і правильних параметрів, тому багато людей не є оптимістичними. Цей метод. У цей момент волоконний лазер є навпаки, тому що його фокусна форма абсолютно кругла, тому немає ніяких змін, коли потужність піднімається або опускається, і якщо масштабований телескоп поміщений в систему, безпосередньо змінюється розмір зосереджене місце під час польоту. Діапазон зазвичай становить 3-1.
Волоконні лазери є набагато більш гнучкими, ніж лазери Nd: YAG, головним чином тому, що перші діоди з високим рівнем реакції можуть змінювати період імпульсу і потужність під час буріння в польоті, дозволяючи операторам створювати різні розміри потужності і періоди пульсу. Необхідна послідовність імпульсів. Наприклад, використовуйте низьку потужність, короткі імпульси, а потім збільшуйте потужність і імпульс відповідно до послідовності, залежно від конкретних вимог буріння. Оскільки волоконний лазер може регулювати розмір плями і період імпульсу (до 10 мкс), забезпечуючи високу пікову потужність на кіловатій, достатньо лише однієї машини.
При використанні технології пробивання отворів волоконний лазер може оброблятися в 10 разів швидше, ніж лазерний накачуваний Nd: YAG імпульсний лазер. Мало того, але в разі буріння в польоті, волоконні лазери також можуть бути перетворені в безперервну потужність до 2 кВт для високошвидкісного різання. Ці дані можуть бути додатково вдосконалені для деяких конструкцій камери згоряння. Підсумовуючи, імпульсні волоконні лазери ідеально підходять для різання більш товстих пластин і високошвидкісного буріння.
