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燈泵浦激光器與半導(dǎo)體泵浦激光器比較


    半導(dǎo)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(chǎn)生的材料，它可將808nm的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為1064nm的不可見(jiàn)的激光，但輸出激光的另一個(gè)更關(guān)鍵的因素是使晶體棒輸出激光的泵浦源，半導(dǎo)體泵浦是利用半導(dǎo)體二極管發(fā)出808nm的光波；而燈泵浦是利用氪燈發(fā)出的光來(lái)泵浦，但氪燈發(fā)出的光的光譜較廣，只是在808nm處有一個(gè)稍大的峰值，其它波長(zhǎng)的光最后都變成無(wú)用的熱量散發(fā)掉了。因此半導(dǎo)體泵浦的激光器的轉(zhuǎn)換效率比燈泵浦要高得多得多。優(yōu)點(diǎn)如下：


一．免維護(hù)不需換氪燈

    半導(dǎo)體二極管的壽命長(zhǎng)，其額定的工作時(shí)間大于10000小時(shí)，而氪燈的壽命只有幾百小時(shí)（一般在400-600小時(shí)左右），所以燈泵浦激光器在工作一段時(shí)間后，都需要更換氪燈，尤其是對(duì)于金屬類(lèi)打標(biāo)，所需的能量較大，氪燈的壽命會(huì)更受影響。因此半導(dǎo)體泵浦激光器又稱(chēng)為免維護(hù)激光器，意指其工作無(wú)耗材，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不需要維護(hù)。我公司為更有效的延長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器二極管泵浦源的使用壽命，采用了預(yù)燃加變頻控制技術(shù)，即在保證發(fā)光管不受電流沖擊的前提下，根據(jù)工作量和強(qiáng)度，最大幅度地減少通過(guò)發(fā)光二極管的電流密度，從而有效的延長(zhǎng)了半導(dǎo)體二極管的使用壽命。根據(jù)不同用戶(hù)的不同的生產(chǎn)任務(wù)，半導(dǎo)體激光器發(fā)光二極管的使用壽命可以保證在一年到三年之間。每臺(tái)半導(dǎo)體泵浦打標(biāo)記可節(jié)省換燈耗材費(fèi)用為：大于12支燈/年*350元/支*3年=1.26萬(wàn)元。

    燈泵浦激光打標(biāo)機(jī)需常停機(jī)換氪燈,對(duì)于很多大型的生產(chǎn)線(xiàn)是不能接受的.由于氪燈的壽命不一，這樣又有可能因?yàn)閲?guó)產(chǎn)燈質(zhì)量的不均衡造成氪燈使用上的更多的浪廢！所以改用半導(dǎo)體打標(biāo)機(jī)可以較大程度上節(jié)省停工維護(hù)造成的人力和物力的損失。


二．省電

    由于半導(dǎo)體泵浦的轉(zhuǎn)換效率高，模式好，更易聚焦出高能量的更小面積的光點(diǎn)，標(biāo)記同樣的物體時(shí)，其所需的外部能量會(huì)更小。同時(shí)其產(chǎn)生的廢熱也遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(tǒng)。所以半導(dǎo)體泵浦的激光器系統(tǒng)的功耗比燈泵浦小得多。

    一個(gè)50W的燈泵浦激光打標(biāo)機(jī)的功耗在6KW左右，而一個(gè)50W半導(dǎo)體激光標(biāo)記機(jī)的功耗只在2KW左右，以三年為例，一天工作24小時(shí)，一個(gè)月工作28天，一度工業(yè)用電1.1元人民幣，光耗電一項(xiàng)，一臺(tái)半導(dǎo)體激光器就比一臺(tái)燈泵浦激光器節(jié)省（6-2）KW*24小時(shí)*28天*12月*3年*1.1/度=10.645萬(wàn)
元人民幣！


三．標(biāo)記效果更好

    由于半導(dǎo)體二極管幾乎只發(fā)一種波長(zhǎng)的光，所以由它泵浦產(chǎn)生的激光的單色性更好，激光的模式更佳，好的激光模式會(huì)使激光聚焦后的光點(diǎn)更小，能量更集中，取得更好的標(biāo)記效果；


四．體積小
 
    半導(dǎo)體激光模塊本身體積小巧，加上其激光模式好，因此半導(dǎo)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(dǎo)體泵浦激光器產(chǎn)生廢熱少，所需冷卻系統(tǒng)小，一般只需一匹的冷水機(jī)即可，需燈泵浦激光器一般都需要2匹以上的冷水機(jī)，同時(shí)需要較大水泵以提供較大的冷卻水流。因此其運(yùn)行燈泵浦激光標(biāo)記機(jī)的運(yùn)行噪音較大，同時(shí)龐大的冷水機(jī)會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，尤其在南方夏季，環(huán)境氣溫較高，這些多余的熱量會(huì)使工人的工作環(huán)境更惡劣，或者需要更多的空調(diào)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)工作環(huán)境的溫度，增大了生產(chǎn)成本。

    總之使用半導(dǎo)體激光器比采用燈泵浦激光器，雖然每臺(tái)打標(biāo)機(jī)的價(jià)格稍高，但每臺(tái)打標(biāo)機(jī)3年內(nèi)的使用成本可以準(zhǔn)確計(jì)算出的就會(huì)節(jié)省11.905萬(wàn)元人民幣，這還不包括換燈造成停工待機(jī)從而影響生產(chǎn)的損失（用戶(hù)可自行計(jì)算），換燈人員的開(kāi)支，以及燈質(zhì)量不齊造成的浪費(fèi)維護(hù)生產(chǎn)環(huán)境增加的空調(diào)降溫費(fèi)用等等。