高斯光束 VS 顶帽光束：有什么区别？

高斯光束 VS 顶帽光束：有什么区别？

使用激光雕刻机时，激光束的类型非常重要。激光束有两种常见类型：高斯光束和顶帽光束。这两种激光束在现代制造业中都很普遍。每种都有自己的优点和局限性。您可以通过比较这些优点和局限性为您的项目选择合适的设备。本文“高斯光束与顶帽光束”可以作为您的最佳指南。

什么是高斯光束？

在学校里，我们都学过一些光学基础知识。当平面波穿过平凸透镜时，它们会在焦点或 0 点相遇。因此，当激光束在焦点相遇时，它们应该会产生无穷大的激光强度。

在现实世界中，它并不是这样工作的。它不会在 0 点相遇，而是产生一个很小的、有限的焦点运动，强度非常高，但不是无穷大。因此，您可以意识到激光无法产生无穷大的强度。实际上，您可以在焦点处看到一些小的光束浪费。它通常具有最小尺寸。

典型激光的强度分布呈钟形结构。这种形状通常称为高斯分布或高斯强度。在这种情况下使用的激光束称为高斯光束。

最密集的部分位于分布的中间。两侧的两个翼部强度较低。 在激光雕刻中，较密集的部分通常用于雕刻材料。当它击中材料时，会产生强烈的热量并熔化特定区域。它还会蒸发熔融的材料。通过这种方式，该过程完成了激光雕刻/切割。

两侧的两个翼通常强度较低。 它们无法熔化材料，因此从技术上讲，它们对切割过程没有帮助。但是，它们可能会损坏周围区域。特别是，它们会形成更宽的热影响区。因此，在整个过程中，这些能量都被浪费了。

高斯光束的优点

高斯光束传播在激光束中很常见。它有几个优点。它们是：

1.高强度、高精度

高斯光束产生高强度光束。它非常适合各种任务。您可以使用此光束进行激光切割、雕刻和其他医疗程序。

从图中可以看出，内核（红色部分）产生更大的强度，而外部产生的强度较小。该光束可以使用较少的功率输入切割/雕刻任何材料。但是，外部或机翼可能会产生更多的 HAZ 区域。

2. 长距离传播

高斯光束自然是激光光束。它不需要任何适配器来改变电磁波的相位和振幅。因此，这些光束比高顶光束传播距离更长。

3. 可能的最大光束强度

高斯光束产生最佳的光束强度。这意味着高斯光束是激光束的第一阶段。后来，使用各种适配器来创建不同类型的光束。因此，事实证明高斯光束产生最高的光束强度。在相同的功率输入下，高斯光束比顶帽光束产生更大的强度。

4. 低成本

制作高斯光束通常是一种经济有效的解决方案。由于不需要额外的工具来重塑光束，因此制造成本会降低。正因为如此，高斯光束在许多工业和消费产品中都很流行。

高斯光束的缺点

虽然高斯光束价格低廉且能产生高强度的光束，但它也有一些局限性。

1. 低强度部分

高斯光束的主要缺点是其低强度部分。在激光雕刻/切割中，此部分无法提供有效的结果。它只会损坏周围环境或产生 HAZ 区域。这些部分也称为高强度光束的翼部。

2. 效率较低

由于大部分激光束强度较低，不参与主要操作。因此，高斯光束的传播效率低于顶帽光束。

3.不适合某些应用

如果需要尽可能高的光束质量，则高斯光束不合适。这意味着需要一致光束质量的应用不喜欢高斯光束。在这些情况下，顶帽光束效果更好。例如，高斯光束不适合手术和材料加工。

4.可能会损坏周围区域

高强度部分的翼部可能会损坏切割区域的周围区域。在激光雕刻和切割中，这被称为热影响区 (HAZ)。它会影响雕刻的质量。

高斯光束的应用

高斯光束广泛用于激光切割和雕刻机。您还可以在光谱学中发现它的用途。此外，高斯光束在条形码扫描和对准系统中也很有名。

什么是 Top Hat Beam？

顶帽光束又称为平顶光束。其整个横截面的强度分布均匀。如您所知，高斯光束在中心处具有峰值强度。然后，强度逐渐向边缘减小。另一方面，顶帽光束在整个轮廓中保持相同的强度水平。

从上图可以看出，强度等级的顶部有一个平面。这个平面表示从中心到边缘的强度均匀。

顶帽梁的优点

顶帽光束具有多种优势。这些优势使得顶帽激光在许多行业中广受欢迎。以下是一些预期优势：

1. 强度均匀

光束整形可产生均匀的强度分布。平顶光束是这些情况的理想选择。它可确保均匀的能量传输，这对于许多应用来说都是必需的。

例如，材料加工、医疗手术和光学检查值得关注。在激光雕刻中，它起着至关重要的作用。由于强度均匀，激光产生的热影响区较少。

2. 提高光束质量

顶帽光束产生的低强度光束非常少，可以忽略不计。因此，您将获得更好的光束质量。这一优势降低了材料加工中烧伤或切割不完全的风险。

3. 更高的准确度

均匀的强度确保高精度。您可以实现高达±0.0001mm的公差。平顶激光束还用于激光打标和光刻。

4.高效率

平顶光束可以提高各种工艺的效率。如您所知，它产生的光束微不足道，强度较低，从而减少了浪费。这证明平顶光束比高斯光束更有效率。

顶帽梁的缺点

尽管顶帽梁有很多优点，但它也有一些局限性。让我们来看看。

1. 高成本

您需要特殊的适配器才能从高斯光束创建顶帽光束。因此，顶帽光束的制造成本相对较高。

2. 与高斯光束相比强度较低

众所周知，高顶光束将其能量均匀分布在整个光束轮廓上。因此，它产生的峰值强度低于高斯光束。因此，在激光切割/雕刻时，您可能需要更高的激光功率。

3. 短距离传播

如您所见，由于使用光束整形器，顶帽光束的强度形状会发生变化。因此，其强度水平比高斯光束更陡峭。因此，顶帽光束可以提供短距离传播。

顶帽梁的应用

由于前面提到的优势，顶帽光束被广泛应用于许多应用。这种光束在激光切割或雕刻中提供精确而一致的切割。在手术中，这种激光束可确保切口准确并减少损伤。您还可以在皮肤科、眼科等领域找到它的用途。

高斯光束 VS 顶帽光束：有什么区别？

平顶光束是高斯光束的变换版本。激光穿过平凸透镜通常会产生高斯分布。这两种激光束都广泛用于许多应用中。下表“高斯光束与平顶光束”突出了它们的主要区别。

方面 高斯光束 顶帽梁
强度分布 中心的高强度向边缘逐渐减弱。 整个光束轮廓的强度均匀
光束质量 高峰密度 峰密度低但精度高
费用 更低的花费 由于适配器导致成本更高
传播 长距离传播 短距离传播
效率 效率较低 高效率
适应性 非常适合激光切割/雕刻 激光打标和蚀刻的理想选择

高斯光束 VS 顶帽光束：哪个更好？

哪种更好主要取决于您的项目需求。高斯光束产生高峰值强度，更适合长距离传播。另一方面，平顶光束产生均匀的强度。平顶光束非常适合激光打标、切割和雕刻。它能提供更准确的结果。

从效率角度考虑，顶帽光束更好。但是，这些设备相对昂贵。另一方面，高斯光束更便宜。此外，它消耗更少的功率来产生高强度光束。总体而言，顶帽光束更适合所有类型的工作和精度。

总结

我们回顾了一个令人兴奋的话题：“高斯光束 VS 平顶光束”。最近，这个话题成为激光雕刻机用户的热门话题之一。精度和质量对于开发产品和生产线至关重要。高斯光束和平顶光束是两种流行的激光光束类型。它们广泛应用于各种激光设备。

高斯光束是激光光束穿过平凸透镜时的主要阶段。它们在中心产生较高的峰值强度，在两翼产生较低的强度。这种光束类型可能适合切割厚金属，但不能像高顶光束那样提供精度。

顶帽光束是高斯光束的变换版本。有几种类型的高斯到顶帽光束整形器。根据您的项目类型使用特定的光束整形器。顶帽光束提供高精度和均匀的激光强度。它效率高，广泛应用于许多应用中。

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