對于除草機來說，要激光器選對，就要明確幾點：第一：激光除草是用什么原理去除雜草：是把雜草切斷還是讓雜草死亡？第二：選擇什么類型的激光器具有極高的性價比呢？第三：使用這個激光器需要注意一些什么事項呢？
對于激光除草的原理，我個人的理解，激光除草應(yīng)該是利用激光的熱效應(yīng)去損傷雜草的組織，讓其枯萎；并不是一定要把雜草切斷或者干脆燒干凈，只要把草能打死，后面再自己在地里干枯即可，這是我對第一個問題的理解。
在回答了第一個問題之后，對于我們激光器的選型就方向明確多了。因為我們知道，激光的波長越短（比方266nm，355nm等），激光的熱效應(yīng)就越小，我們經(jīng)常說紫外激光是冷激光就是這個道理。那么反之，激光的波長越長，熱效應(yīng)的效果就相對對越好。所以我們選擇激光器應(yīng)該從波長較長的中紅外或者遠紅外激光器中去選，那么大約的波長范圍應(yīng)該從2-13um之間去選擇。現(xiàn)在就回到第二個問題了，在2-13um波長的范圍內(nèi)尋找最具性價比的激光器。2um左右的激光器有鈥激光器，這種激光器主要用于激光碎石，也就是醫(yī)療行業(yè)的，這個機器很貴，我們見到醫(yī)院的科醫(yī)人的激光碎石機就價格很貴，所以2um左右的激光器不能選，太貴。3-8um波段目前國內(nèi)在量產(chǎn)的激光器有無呢？可能是我見識不廣，反正我沒看到多少這種波長的激光器，或者說即使有，也價格會比較貴，畢竟沒量產(chǎn)的東西都會價格比較貴。波長再長一點，9-13um波段，就是我們熟悉的CO2激光器了，比方9.3um、9.6um、10.2um、10.6um的CO2激光器，這就包括了射頻管和玻璃管的CO2激光器。CO2激光器是目前量產(chǎn)很大的激光器，我們用的非金屬雕刻和切割，都在用CO2激光器。并且CO2激光器的價格也比較優(yōu)惠，特別是玻璃管CO2激光器，中國是世界上玻璃管激光器的最大生產(chǎn)國，全球都在從中國進口玻璃管CO2激光器。中國也產(chǎn)射頻管CO2激光器，并且也有不少廠家在生產(chǎn)。那么我們可以回答第二個問題了，除草機選擇激光器無論從原理上還是性價比上來說，CO2激光器都是很好的選擇。好，決定了，就選CO2激光器。那么需要進一步回答下一個問題了，具體選玻璃管激光器還是射頻管激光器呢？從我跟一些給我打電話或者微信溝通的朋友了解到，他們的機器一般要用到好幾個激光頭去同時除草，也就是需要多個激光器，并且他們準(zhǔn)備用100瓦上下的激光器。而我們知道，對于射頻管CO2激光器，如果要100多瓦，每個射頻管都是幾萬，加上一臺機器需要4-6個激光器，那么光激光器一項都要劃掉20-50萬，加上電源、振鏡、拖拉機等東西，這樣一臺除草機成本一定會很高，再加上售后，利潤等，一臺用射頻管做出來的除草機，賣價肯定在50-100萬，那么可以預(yù)想一下，有幾個公司會出得起錢去購買一臺50-100萬的除草機？估計沒多少。而對于玻璃管CO2激光器來說，貴一點的一根150瓦的玻璃管激光器也就幾千元，不到一萬元，假設(shè)用6根管子，也加上電源也不到6萬元，等于成本是射頻管激光器的三分之一到九分之一之間，一下子成本降低不少。并且激光除草不是要求激光光束多細，不是做雕刻需要雕刻出來的花紋多細膩，也不是要求做切割，要求切割的端面多么光滑，所以CO2玻璃管激光器的光束質(zhì)量差一些也對除草沒什么影響。所以我個人感覺，使用玻璃管CO2激光器是很不錯的選擇，應(yīng)該就選這種。
明確了使用CO2玻璃管激光器之后，就要回到怎么使用它了。第一、不同于光纖激光器有柔性光纖來傳輸激光，玻璃管激光器是硬光路的激光器，所以激光光束的照射位置變化必須由振鏡來實現(xiàn)。這個后面會繼續(xù)寫一篇文章來講。第二、CO2玻璃管激光器的出射光束是一束5-7mm的帶有一定發(fā)散角的準(zhǔn)平行光束，如果我們直接用這樣的光束去照射雜草，因為光束太大，估計能量密度肯定不夠，所以一定要讓光束變小。讓光束變小有三種方案，①采取場鏡聚焦的方式，讓光束聚焦到雜草上。但是這種方式有一個問題，場鏡聚焦在一個平面上，而地面肯定不是一個絕對的平面，這樣雜草就很容易脫離焦深的范圍，就會能量下降，導(dǎo)致打不死雜草，另外對于激光除草來說，肯定要求一次能掃一個比較大的面積比較好。這種情況下，用場鏡我感覺不是一個很好的選擇，這個焦深的問題和掃描幅面的問題都是大問題。②采用前聚焦3D振鏡，3d振鏡可以Z軸移動，這樣可以解決地面不平和幅面大的問題。但是這需要一個實時的3D拍照式掃描儀來掃描實時地面的情況，還需要3D振鏡，我們知道拍照式3D掃描儀和3D振鏡都比較貴，幾套3D振鏡就是幾十萬，加上拍照式掃描儀又是幾萬，所以我覺得這個方式雖然可行，但是價格估計承受不起。③采用平行光束直接掃描到草上面。這個方法就解除了幅面的限制，也解決了焦深限制的問題，可以做到指哪打哪。甚至因為幅面可以做很大，可以減少激光頭的數(shù)量就達到需要除草的面積。但是這個方法需要解決一個問題，就是CO2激光器出來的光束要從5-7mm變成1-2mm的問題，對于這個問題，我們可以把擴束鏡反過來使用即可，雖然這樣可能會加大激光器出射光的發(fā)散角，但是考慮到實際除草需要掃描的范圍不會太大，這一點距離長度的變化，并不會導(dǎo)致激光光束產(chǎn)生很大的變化，不太可能導(dǎo)致出現(xiàn)光束能量不夠的問題，即使真的能量不夠，我們可以增大一點激光器的功率即可，也就是購買100瓦的激光器不行，我們就買150瓦或者200瓦的玻璃管激光器，畢竟這種激光器價格不高，哪怕是200瓦的激光也不會很高，都是可以承受的。
另外我們需要注意一點，CO2玻璃管激光器在拖拉機上，拖拉機晃動很大，可能會導(dǎo)致CO2激光器的光路原本調(diào)整好的晃動了，導(dǎo)致激光對不好振鏡，這個就需要我們在做這個光路結(jié)構(gòu)的時候，一定要固定扎實可靠，并且盡量做一點光路防止過大晃動的措施，比方減震的措施。
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