Vlaknasti laseri: 7 prednosti i razlika

Prije kupnje aVlaknasti laser, potrebno je razumjeti kako se razlikuje od ostalih lasera. Znamo da radni laser zahtijeva tri komponente: izvor pumpe za opskrbu energijom, medij pojačanja i optički rezonator. Za lasere s vlaknima, iako izbor izvora pumpe nije ništa više od laserskih dioda i drugih lasera s vlaknima, dizajn medija za pojačanje i optičkog rezonatora bitno je drugačiji.
 

Ova jedinstvena struktura donosi sedam glavnih prednosti:

1. Srednje pojačanja visoke učinkovitosti
Za razliku od drugih lasera, vlaknasti laseri postižu pojačanje svjetlosti u optičkim vlaknima dopiranim ionima rijetkih zemnih metala kao što su iterbij (Yb3+), neodim (Nd3+), tulij (Tm3+), prazeodim (Pr3+) ili erbij (Er3+). Ti laserski aktivni ioni mogu apsorbirati većinu svjetla pumpe i zatim emitirati fotone određenih frekvencija putem stimulirane emisije. Inherentno fleksibilna struktura optičkih vlakana omogućuje veće udaljenosti pojačanja u usporedbi s drugim vrstama lasera. To osigurava visoku optičku dobit.

2. Inteligentna povratna petlja kroz vlaknastu Braggovu rešetku
Umjesto upotrebe tradicionalnih dielektričnih zrcala, optička povratna sprega u vlaknastim laserima obično se osigurava pomoću vlaknastih Braggovih rešetki, koje su niz staklenih vlakana s različitim indeksima loma spojenih na periodičan način. Ove periodične strukture mogu reflektirati laserske zrake određenih valnih duljina i tako postati optička šupljina fiber lasera. Stoga je za lasere s vlaknima optička šupljina zapravo unutar medija za pojačanje.

3. Robusna optička šupljina
Postoji čest nesporazum koji treba izbjegavati kada se govori o fiber laserima, a to je da fiber laseri nisu isto što i laseri s fiber optičkim vlaknima. Na primjer, u diodnim laserima sa spojenim vlaknima, optičko vlakno se koristi samo za prijenos snopa i fizikalni principi stimulirane emisije nisu uključeni. Iako se optička vlakna povezuju s laserskim sustavima, ona još uvijek nemaju sve izvrsne kvalitete vlaknastih lasera. Jedinstvena integrirana optička šupljina koristi zamotano optičko vlakno kao medij za pojačanje, stvarajući jaku i stabilnu optičku šupljinu.

4. Kompaktna struktura
Jedna od glavnih prednosti fiber lasera je njihov kompaktan raspored. U usporedbi sa sličnim proizvodima, vlaknasti laseri imaju puno manji otisak za ekvivalentne izlazne snage. To je zato što je optičko vlakno savitljivo i može se smotati u kompaktni prostor. Osim toga, fleksibilnost optičkih vlakana također omogućuje daljnju prilagodbu optičkog puta, pružajući veću slobodu dizajna za različite specifične situacije.

5. Visoka izlazna snaga
Budući da je medij za pojačanje u laserima s vlaknima vrlo tanak i fleksibilan, vlakno može biti dugo nekoliko kilometara, što omogućuje postizanje vrlo visokih pojačanja svjetla pumpe. Osim toga, toplina koju generiraju vlaknasti laseri može se učinkovito raspršiti zbog velike površine vlakna i omjera volumena. Kao rezultat toga, vlaknasti laseri mogu kontinuirano raditi na razini kilovata bez potrebe za složenim sustavima hlađenja.

6. Izvrsna kvaliteta snopa
Tipično, kvaliteta laserske zrake odnosi se na to koliko je jako zraka fokusirana, kvantificirano koeficijentom M2, koji je idealno jednak 1 za najveću kvalitetu zrake. Među vlaknastim laserima jednomodno vlakno obično ima najbolje performanse snopa i stoga se naširoko koristi. Na primjer, kod laserskog rezanja i zavarivanja, visoka kvaliteta zrake omogućuje velike udaljenosti između izratka i fokusiranog objekta. Ova konfiguracija štiti optiku od krhotina i dima. Ono što je ključno, smanjenje promjera snopa ne samo da omogućuje izradu finijih struktura, već također omogućuje upotrebu manjih, jeftinijih optičkih komponenti.

7. Visoka pouzdanost
Fiber laseri su vrlo pouzdani i zahtijevaju malo održavanja, a budući da je optički put zatvoren unutar zaštitne obloge, laserska zraka je manje osjetljiva na vanjske smetnje. Stoga vlaknasti laseri općenito imaju izvrsnu stabilnost pri visokim temperaturama i radnim uvjetima vibracija.

Koja je razlika između fiber lasera i ostalih lasera?
Iako su prednosti fiber lasera brojne, važno je razumjeti kako se oni postavljaju u odnosu na konkurenciju. Kao što ćemo vidjeti u nastavku, superiornost fiber lasera ovisi o postavkama primjene, au nekim slučajevima konkurent s fiber laserom može bolje odgovarati fiber laseru.

Vlaknasti laseri protiv blok lasera
Bulk laser je solid-state laser koji koristi dopirani bulk kristal ili staklo kao medij pojačanja. Nd:YAG laseri i titan-safirni laseri dva su dobra primjera. Općenito govoreći, vlaknasti laseri imaju bolje specifikacije od bulk lasera, kao što je prikazano na donjoj slici:

Međutim, to ne znači da volumenski laseri nisu vrijedni za obradu materijala. Na primjer, u području valne duljine od 700-1000 nm, niti jedan laser s vlaknima ne može zamijeniti podesivi Ti:safirni laser. Osim toga, volumenski laseri mogu postići veće vršne snage i stoga su prikladniji za obradu materijala. Povrh toga, optički laserski sustavi mogu zahtijevati posebne komponente i složenu upotrebu, a njihova veća cijena može biti štetna za ekonomiju.

Vlaknasti laseri nasuprot CO2 lasera
Iako su oba lasera izvrsna za rezanje materijala, njihov je funkcionalni fokus zapravo drugačiji. S jedne strane, CO2 laseri izvrsni su alati za rezanje nemetalnih materijala poput plastike. Njihova relativno visoka učinkovitost i dobra kvaliteta snopa čine ih najraširenijim tipom lasera u industriji.

CO2 laserski stroj za rezanje

S druge strane, vlaknasti laseri su posljednjih godina značajno napredovali u rezanju metalnih ploča (uglavnom nehrđajućeg čelika), uglavnom zahvaljujući velikoj brzini rezanja. Uz ekvivalentnu snagu, njihova brzina rezanja obično je {{0}} puta veća od brzine lasera s ugljikovim dioksidom. puta. Općenito govoreći, vlaknasti laseri su vrijedni razmatranja za masovnu proizvodnju pri rezanju metala 0.25 inča debljine ili manje, ali kada su metali deblji od 0,375 inča, CO2 laseri i dalje nude prednost brzine i izvrsnu kvalitetu rezanja. Stoga vlaknasti laseri vjerojatno neće u potpunosti zamijeniti CO2 lasere kada je u pitanju rezanje materijala.

Vlaknasti laseri i izravni diodni laseri
Diodni laseri dugo su kritizirani zbog male izlazne snage i loše kvalitete snopa. Unatoč tome, nedavni napredak u tehnologiji izravnog diodnog lasera pokazuje njezin potencijal kao glavnog igrača u obradi materijala. Izravni diodni laseri mogu rezati 10%-20% brže od vlaknastih lasera. Osim toga, direktni diodni laseri mogu rezati deblje metale i postići manju hrapavost površine. Najbolje od svega je što su također prikladni za obradu visoko reflektirajućih materijala kao što je bakar. Nasuprot tome, vlaknasti laseri imaju ograničenu učinkovitost u tom pogledu. Međutim, optički laseri još uvijek imaju velike prednosti u pogledu kvalitete snopa i tehnološke zrelosti. To ih čini izvrsnim izborom za makroskopsku obradu materijala.

Vlaknasti laseri očito su revolucionirali lasersku industriju. Fiber laseri nude brojne ključne prednosti u odnosu na druge vrste lasera, otvarajući put povećanju produktivnosti. Izbor učinkovitog medija za pojačanje i integrirane laserske šupljine osigurava snažne i stabilne izlazne performanse. Njegov kompaktni otisak ključna je prodajna točka za OEM/integrirane aplikacije. Međutim, njihova superiornost uvelike ovisi o postavkama aplikacije, uzimajući u obzir njihovu izlaznu valnu duljinu i ograničenu mogućnost podešavanja.

Kontakt podaci:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.