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燈泵浦激光打標機與半導體泵浦激光打標機比較

半導體及燈泵浦激光器都是采用ND:YAG(摻釹釔鋁石榴石)晶體作為激光產生的材料,它可將808nm的可見光轉換為1064nm的不可見的激光,但輸出激光的另一個更關鍵的因素是使晶體棒輸出激光的泵浦源,半導體泵浦是利用半導體二極管發出808nm的光波;而燈泵浦是利用氪燈發出的光來泵浦,但氪燈發出的光的光譜較廣,只是在808nm處有一個稍大的峰值,其它波長的光最后都變成無用的熱量散發掉了。因此半導體泵浦的激光器的轉換效率比燈泵浦要高得多得多。優點如下:


一.免維護不需換氪燈

   半導體二極管的壽命長,其額定的工作時間大于10000小時,而氪燈的壽命只有幾百小時(一般在400-600小時左右),所以燈泵浦激光器在工作一段時間后,都需要更換氪燈,尤其是對于金屬類打標,所需的能量較大,氪燈的壽命會更受影響。因此半導體泵浦激光器又稱為免維護激光器,意指其工作無耗材,在相當長的時間內不需要維護。我公司為更有效的延長半導體激光器二極管泵浦源的使用壽命,采用了預燃加變頻控制技術,即在保證發光管不受電流沖擊的前提下,根據工作量和強度,最大幅度地減少通過發光二極管的電流密度,從而有效的延長了半導體二極管的使用壽命。根據不同用戶的不同的生產任務,半導體激光器發光二極管的使用壽命可以保證在一年到三年之間。每臺半導體泵浦打標記可節省換燈耗材費用為:大于12支燈/年*350元/支*3年=1.26萬元。

    燈泵浦激光打標機需常停機換氪燈,對于很多大型的生產線是不能接受的.由于氪燈的壽命不一,這樣又有可能因為國產燈質量的不均衡造成氪燈使用上的更多的浪廢!所以改用半導體打標機可以較大程度上節省停工維護造成的人力和物力的損失。


二.省電

    由于半導體泵浦的轉換效率高,模式好,更易聚焦出高能量的更小面積的光點,標記同樣的物體時,其所需的外部能量會更小。同時其產生的廢熱也遠遠小于燈泵浦激光器,決定了其不需要燈泵浦激光器那樣龐大的冷卻系統。所以半導體泵浦的激光器系統的功耗比燈泵浦小得多。

    一個50W的燈泵浦激光打標機的功耗在6KW左右,而一個50W半導體激光標記機的功耗只在2KW左右,以三年為例,一天工作24小時,一個月工作28天,一度工業用電1.1元人民幣,光耗電一項,一臺半導體激光器就比一臺燈泵浦激光器節省(6-2)KW*24小時*28天*12月*3年*1.1/度=10.645萬
元人民幣!


三.標記效果更好

    由于半導體二極管幾乎只發一種波長的光,所以由它泵浦產生的激光的單色性更好,激光的模式更佳,好的激光模式會使激光聚焦后的光點更小,能量更集中,取得更好的標記效果;


四.體積小
 
    半導體激光模塊本身體積小巧,加上其激光模式好,因此半導體泵浦激光器的體積比燈泵浦激光器的體積小近三分之一。

    半導體泵浦激光器產生廢熱少,所需冷卻系統小,一般只需一匹的冷水機即可,需燈泵浦激光器一般都需要2匹以上的冷水機,同時需要較大水泵以提供較大的冷卻水流。因此其運行燈泵浦激光標記機的運行噪音較大,同時龐大的冷水機會產生更多的熱量,尤其在南方夏季,環境氣溫較高,這些多余的熱量會使工人的工作環境更惡劣,或者需要更多的空調系統來調節工作環境的溫度,增大了生產成本。

    總之使用半導體激光器比采用燈泵浦激光器,雖然每臺打標機的價格稍高,但每臺打標機3年內的使用成本可以準確計算出的就會節省11.905萬元人民幣,這還不包括換燈造成停工待機從而影響生產的損失(用戶可自行計算),換燈人員的開支,以及燈質量不齊造成的浪費維護生產環境增加的空調降溫費用等等。

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