激光微射流LMJ®研發(fā)歷史
這是SYNOVA公司創(chuàng)始人Bernold Richerzhagen博士如何成功實(shí)現(xiàn)將光與水相結(jié)合的結(jié)果，他開發(fā)出了這種新的激光和水射流相結(jié)合的激光加工技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了比現(xiàn)有不同加工技術(shù)更高的質(zhì)量和生產(chǎn)率。
最初，Richerzhagen博士進(jìn)行一個(gè)為激光牙科工具開發(fā)激光傳輸系統(tǒng)的項(xiàng)目。他選擇了一個(gè)解決方案：即激光通過在微型水射流內(nèi)全內(nèi)反射實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)。他的方法從根本上就不同于高壓水射流切割或傳統(tǒng)的激光加工。雖然他的激光傳輸過程中的低水壓不足以加工被加工材料，但水射流中的激光能量可將被加工材料熔化和汽化，換言之在脈沖作用的瞬間進(jìn)行激光加工。激光在水射流中的引導(dǎo)可以在幾乎不會(huì)對材料造成熱損傷（影響區(qū)）的情況下實(shí)現(xiàn)同步冷卻。在當(dāng)時(shí)，既沒有其他合適的解決方案，也沒有其他水射流引導(dǎo)激光器的商業(yè)產(chǎn)品。 因此，Richerzhagen博士的解決方案開辟了激光教工的新天地。
Richerzhagen博士花了幾年時(shí)間進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)和理論模擬，然后成功地構(gòu)建了一個(gè)測試機(jī)臺(tái)來證明他的理論。在他的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室模型中，激光束損壞了組件，在這次實(shí)驗(yàn)中他找到了發(fā)生問題的原因。激光脈沖產(chǎn)生的熱量會(huì)增加水溫并改變其折射率。這反過來又干擾了光束的全內(nèi)反射。因此他進(jìn)行了更深入的研究，獲取了有關(guān)水溫與其折射率變化之間關(guān)系的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。 這些結(jié)果的相關(guān)文章隨后發(fā)表在知名的期刊上。
根據(jù)他的發(fā)現(xiàn)，他設(shè)計(jì)了一個(gè)改進(jìn)的機(jī)型，由一個(gè)具有高動(dòng)態(tài)流體的圓盤式水腔組成，這與文獻(xiàn)推薦的相反。通過控制流量，在使用非常短的腔室來避免熱效應(yīng)的同時(shí)，也避免了任何湍流。他從而成功地將激光與相對低壓的入絲發(fā)般細(xì)的微水射流相耦合。激光束在微水射流內(nèi)以類似于傳統(tǒng)光纖的方式全內(nèi)反射地被傳輸?shù)郊庸c(diǎn)。作為一項(xiàng)顯著的科學(xué)成就，他是歷史上第一個(gè)完成這項(xiàng)工作的人。他于1994年為他的發(fā)明申請了專利，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在以商標(biāo)Laser MicroJet®（LMJ®）下進(jìn)行全球推廣和銷售。
