航空宇宙掘削用途 - ファイバーレーザー
ファイバレーザの利点は、Nd：YAGパルスレーザと比較して明らかです。 第１に、ファイバレーザのポンプ源はフラッシュランプの代わりにダイオードであるので、それは完全な方形波を形成することができる。 第二に、フラッシュ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザーはますます遅くなるので、レーザーエネルギーの一部は常に目標領域の蒸発しきい値より低い。 エネルギーのこの部分は材料を溶かし、遮熱コーティングを剥がします。 リキャスト層の仕様を満たすためには、パルス周期は1ms未満でなければなりません。 現時点では、ファイバレーザは方形波波形を生成するため絶対的な利点があります。したがって、10ミリ秒のパルスを使用すると、リキャストおよびクラッキング用の航空宇宙機器の仕様を満たすことができます。
説明のために燃焼室を使用します。 パルス穿孔を使用するとき、燃焼室は穿孔プロセス中に平行して数回回転する。 この場合、穴あけに５パルスが必要とされ、２つの穴が扇形の穴を形成するために使用される。 通常、このレーザーの最大繰り返しレートは10パルス/秒です。 ファイバレーザは１回の長いパルスで扇形の穴を形成することができる。 Nd：YAGレーザーと同じパルス周期とパルスエネルギーを使用すると、速度は最大10倍になります。 単一または2つの長いパルスまたは複数のパルスのどちらでも同じ穿孔品質を達成することができます。 さらに、ファイバーレーザーは、常に複数のパルスを使用するのではなく、穿孔および穿孔後のパルス周期を調整することもでき、これは身体への損傷を回避するのに役立つ。
ファイバレーザはフラットトップモード出力を特徴とし、Nd：YAGレーザはほぼガウス型です。 したがって、フラットトップモードのおかげで、前者はすべて蒸発しきい値を超え、後者はしきい値よりかなり低い部分を占めます。 ファイバレーザは、同じ条件下で同じ穿孔効果を達成するのにより少ないエネルギーを必要とすることが研究により示されている。 その理由は、方形波+フラットトップモードです。 ファイバレーザが穿孔においてより効率的でありそしてより少ない熱損傷を有することもまたこの特徴のためである。 熱による損傷が少ないと、コーティングの剥離と再キャストが改善されます。
Nd：YAGレーザーが大きな注目を集めている理由の1つは、スポットサイズがパワーの増減に伴って変化する可能性がある独自のビーム発散特性であり、目的のアパーチャはリフォーカスによって達成することができます。 Nd：YAGレーザーの中には、ビームの発散角を変えるために内部集束望遠鏡を組み込んでいるものもありますが、この調整には高度なプロ意識、時間のかかる正確なパラメーターが必要です。 この方法。 この時点では、ファイバレーザは正反対です。その焦点形状は完全に丸いため、パワーを上げ下げしても変化はありません。また、スケーラブル望遠鏡がシステムに配置されている場合は、サイズを直接変更します。飛行の訓練の間に集中した点。 範囲は通常3-1です。
ファイバレーザはNd：YAGレーザよりはるかに柔軟性があります。これは主に、前者の高応答ダイオードがフライトドリル中にパルス周期とパワーを変更し、オペレータが異なるパワーサイズとパルス周期を作成できるようにするためです。 必要なパルスシーケンス たとえば、低電力で短いパルスを使用し、特定の穴あけ要件に応じて、シーケンスに従って電力とパルスを増やします。 ファイバレーザはキロワットレベルの高いピークパワーを提供しながらスポットサイズとパルス周期（10μsという低い）を調整することができるので、1台の機械で十分です。
ホールパンチング技術を使用する場合、ファイバレーザはランプ励起Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザよりも最大１０倍速く処理することができる。 それだけでなく、フライトドリリングの場合には、ファイバーレーザーは高速切削用に最大2kWの連続出力に変換することもできます。 このデータは、燃焼室の設計によってはさらに改善することができます。 要約すると、パルスファイバレーザは、より厚いプレートの切断や高速穴あけ用途に最適です。
