Fiber laseri: 7 prednosti i razlike

Prije kupovine aFiber Laser, potrebno je razumjeti po čemu se razlikuje od drugih lasera. Znamo da radni laser zahtijeva tri komponente: izvor pumpe za opskrbu energijom, medij za pojačanje i optički rezonator. Za lasere sa vlaknima, iako izbor izvora pumpe nije ništa drugo do laserske diode i drugi laseri sa vlaknima, dizajn medija za pojačanje i optičkog rezonatora su suštinski drugačiji.
 

Ova jedinstvena struktura donosi sedam glavnih prednosti:

1. Srednji dobitak visoke efikasnosti
Za razliku od drugih lasera, fiber laseri postižu pojačanje svjetlosti u optičkim vlaknima dopiranim ionima rijetkih zemnih metala kao što su iterbijum (Yb3+), neodim (Nd3+), tulij (Tm3+), prazeodim (Pr3+) ili erbijum (Er3+). Ovi laserski aktivni ioni mogu apsorbirati većinu svjetlosti pumpe, a zatim emitovati fotone određenih frekvencija kroz stimulisanu emisiju. Inherentno fleksibilna struktura optičkog vlakna omogućava veće udaljenosti u odnosu na druge vrste lasera. Ovo obezbeđuje visoko optičko pojačanje.

2. Inteligentna povratna sprega kroz vlaknastu Braggovu rešetku
Umjesto korištenja tradicionalnih dielektričnih ogledala, optičku povratnu informaciju u laserima s vlaknima obično pružaju vlaknaste Braggove rešetke, koje su niz staklenih vlakana s različitim indeksima prelamanja spojenih na periodičan način. Ove periodične strukture mogu reflektovati laserske zrake određenih talasnih dužina i tako postati optička šupljina lasera sa vlaknima. Prema tome, za lasere s vlaknima, optička šupljina je zapravo unutar medija za pojačavanje.

3. Robusna optička šupljina
Postoji uobičajeni nesporazum koji treba izbjegavati kada se govori o fiber laserima, a to je da fiber laseri nisu isto što i laseri sa optičkim vlaknima. Na primjer, u diodnim laserima spojenim s vlaknima, optičko vlakno se koristi samo za potrebe prijenosa zraka i fizički principi stimulirane emisije nisu uključeni. Dakle, iako su optička vlakna spojena sa laserskim sistemima, ona još uvijek nemaju sve odlične kvalitete laserskih vlakana. Jedinstvena integrisana optička šupljina koristi namotana optička vlakna kao medij za pojačanje, stvarajući jaku i stabilnu optičku šupljinu.

4. Kompaktna struktura
Jedna od glavnih prednosti fiber lasera je njihov kompaktan raspored. U poređenju sa sličnim proizvodima, optički laseri imaju mnogo manji otisak za ekvivalentne izlazne snage. To je zato što je optičko vlakno savitljivo i može se umotati u kompaktan prostor. Osim toga, fleksibilnost optičkih vlakana također omogućava daljnje prilagođavanje optičkog puta, pružajući veću slobodu dizajna za različite specifične situacije.

5. Visoka izlazna snaga
Budući da je medij za pojačanje kod lasera s vlaknima vrlo tanak i fleksibilan, vlakno može biti dugačko nekoliko kilometara, što omogućava postizanje vrlo visokog svjetlosnog dobitka pumpe. Dodatno, toplota koju generišu laseri sa vlaknima može se efikasno raspršiti zbog velike površine vlakna u odnosu na zapreminu. Kao rezultat toga, fiber laseri mogu raditi kontinuirano na kilovatnim nivoima bez potrebe za složenim sistemima hlađenja.

6. Odličan kvalitet zraka
Tipično, kvalitet laserskog snopa se odnosi na to koliko je snop fokusiran, kvantificiran koeficijentom M2, koji je idealno jednak 1 za najviši kvalitet zraka. Među laserima s vlaknima, jednomodno vlakno obično ima najbolje performanse snopa i stoga se široko koristi. Na primjer, u laserskom rezanju i zavarivanju, visok kvalitet zraka omogućava velike udaljenosti između radnog komada i fokusiranog objekta. Ova konfiguracija štiti optiku od krhotina i dima. Ono što je najvažnije, smanjenje prečnika snopa ne samo da omogućava izradu finijih struktura, već omogućava i upotrebu manjih, jeftinijih optičkih komponenti.

7. Visoka pouzdanost
Fiber laseri su vrlo pouzdani i zahtijevaju malo održavanja, a budući da je optička staza zatvorena unutar zaštitne obloge, laserski snop je manje podložan vanjskim smetnjama. Stoga, fiber laseri općenito imaju odličnu stabilnost pod visokim temperaturama i radnim uvjetima.

Koja je razlika između fiber lasera i drugih lasera?
Iako su prednosti fiber lasera brojne, važno je razumjeti kako se oni suprotstavljaju konkurenciji. Kao što ćemo vidjeti u nastavku, superiornost fiber lasera ovisi o postavci aplikacije, a u nekim slučajevima konkurent fiber lasera može biti bolji za fiber laser.

Vlaknasti laseri nasuprot blok laserima
Bulk laser je laser u čvrstom stanju koji koristi dopirani bulk kristal ili staklo kao medij za pojačanje. Nd:YAG laseri i titan-safirni laseri su dva dobra primjera. Općenito govoreći, laseri s vlaknima imaju bolje specifikacije od laserskih lasera ​​kao što je prikazano na donjoj slici:

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

Vlaknasti laseri nasuprot CO2 laserima
Iako su oba lasera odlična za rezanje materijala, njihov funkcionalni fokus je zapravo drugačiji. S jedne strane, CO2 laseri su odličan alat za rezanje nemetalnih materijala poput plastike. Njihova relativno visoka efikasnost i dobar kvalitet zraka čine ih najčešće korištenim laserskim tipom u industriji.

CO2 mašina za lasersko rezanje

S druge strane, fiber laseri su posljednjih godina napravili značajan napredak u rezanju metalnih ploča (uglavnom nehrđajućeg čelika), uglavnom zbog svoje velike brzine rezanja. Uz ekvivalentnu snagu, njihova brzina rezanja je obično {{0}} puta veća od brzine lasera s ugljičnim dioksidom. puta. Općenito govoreći, laseri s vlaknima su vrijedni razmatranja za obimnu proizvodnju kada se režu metali debljine 0.25 inča ili manje, ali kada su metali deblji od 0,375 inča, CO2 laseri i dalje nude prednost u brzini i odličan kvalitet rezanja. Stoga je malo vjerovatno da će laseri s vlaknima u potpunosti zamijeniti CO2 lasere kada je u pitanju rezanje materijala.

Vlaknasti laseri i direktni diodni laseri
Diodni laseri su dugo bili kritizirani zbog male izlazne snage i lošeg kvaliteta zraka. Ipak, nedavni napredak u tehnologiji direktnog diodnog lasera pokazuje njen potencijal kao glavnog igrača u obradi materijala. Direktni diodni laseri mogu rezati 10%-20% brže od fiber lasera. Osim toga, direktni diodni laseri mogu rezati deblje metale i postići manju hrapavost površine. Najbolje od svega, oni su također pogodni za obradu visoko reflektirajućih materijala kao što je bakar. Nasuprot tome, fiber laseri imaju ograničenu efikasnost u ovom pogledu. Međutim, fiber laseri i dalje imaju ogromne prednosti u pogledu kvaliteta zraka i tehnološke zrelosti. To ih čini odličnim izborom za makroskopsku obradu materijala.

Fiber laseri su jasno napravili revoluciju u laserskoj industriji. Fiber laseri nude niz ključnih prednosti u odnosu na druge vrste lasera, otvarajući put povećanju produktivnosti. Izbor medijuma efikasnog pojačanja i integrisane laserske šupljine pružaju moćne i stabilne izlazne performanse. Njegov kompaktan otisak je ključna prodajna tačka za OEM/integrisane aplikacije. Međutim, njihova superiornost u velikoj meri zavisi od podešavanja aplikacije, uzimajući u obzir njihovu izlaznu talasnu dužinu i ograničenu mogućnost podešavanja.

Kontakt informacije:

Ako imate bilo kakvu ideju, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje se nalaze naši kupci i koji su naši zahtjevi, mi ćemo slijediti naš cilj da našim kupcima pružimo visok kvalitet, niske cijene i najbolju uslugu.