Ce este laserul cu fibre?
Laserul cu fibră este un laser cu stare solidă care utilizează fibră de sticlă dopată cu elemente de pământ rare ca mediu de câștig, care are o eficiență ridicată de conversie fotoelectrică, o structură simplă și o calitate bună a fasciculului. A devenit fluxul principal al dezvoltării tehnologiei laser și al aplicării industriale. Datorită amprentei reduse a fibrei optice, aceasta poate fi utilizată într-o gamă largă de ocazii și are o rată de utilizare ridicată în domeniul producției și procesării din aval. Laserele cu fibră au o adaptabilitate ridicată la procesare și pot fi utilizate în orice aplicație. În plus, calitatea fasciculului este mai bună, ceea ce poate maximiza efectul de reducere a costurilor și de îmbunătățire a eficienței pentru întreprinderile de producție.
Caracteristici laser cu fibră
• Sursa de lumină LD de mare putere și luminozitate scăzută corespunzătoare din spectrul de absorbție al elementelor pământurilor rare poate fi pompată prin structura de fibre cu două învelișuri pentru a scoate un laser monomod de luminozitate ridicată.
• Design mic și flexibil, eficiență ridicată de conversie și lucru în condiții dure cu un sistem de răcire bun.
• Produse fascicule de bună calitate, eficiență ridicată de conversie și prag scăzut.
• Ieșirea laser în banda de 0.38-4um poate fi realizată utilizând diferite elemente de pământuri rare, selecția lungimii de undă este ușoară și reglabilă, iar intervalul de reglare este larg.
• Grad ridicat de potrivire cu sistemele de comunicații optice existente și cuplare bună.
• Cost redus cu dispozitive cu fibră optică și fibre optice, care pot reduce foarte mult costul structural.
Compoziție și principiu
Ca și alte tipuri de lasere, un laser cu fibră este format din 3 părți: un mediu de câștig, o sursă de pompă și o cavitate rezonantă. Folosește fibre active dopate cu elemente de pământ rare în miez ca mediu de câștig. În general, un laser semiconductor este utilizat ca sursă de pompă. Cavitatea rezonantă este în general compusă din oglinzi, fețe de capăt ale fibrei, oglinzi cu buclă de fibre sau grătare de fibre. Procesul de lucru specific este următorul: În starea de lucru, fibra activă (fibră de câștig) absoarbe energia furnizată de sursa pompei, amplifică laserul de ieșire după ce este amplificată de cavitatea rezonantă compusă din fibra activă și grătarul de fibre.
Sursa de semințe
Cunoscută și ca sursă de semnal, este obiectul amplificării radiațiilor în sistemul de amplificare cu laser. Laserul care furnizează un semnal de putere redusă este folosit ca „sămânță” pentru a permite sistemului de amplificare să se amplifice în funcție de starea acestei „sămânțe”.
Fibră optică activă
Fibra activă este folosită ca mediu de câștig, iar funcția sa este de a realiza conversia energiei de la lumina pompei la lumina de semnal pentru a obține amplificarea.
Fibră optică pasivă
Fibra optică pasivă realizează în principal funcția de transmisie a luminii și nu participă la conversia lungimii de undă. În sistemele cu laser cu fibră, există în principal rețele de fibre, fibre de potrivire pasive în izolatoarele de fibre și fibre pasive multimodale de transmisie a energiei cu miez mare în componentele de transmisie a energiei laser. În prezent, produsele din fibră optică pasivă ale furnizorilor interni pot satisface practic nevoile de producție și doar o cantitate mică de fibră optică pasivă utilizată pentru produsele de putere ultra-înaltă mai trebuie să utilizeze fibră optică importată.
Fibră Laser Optică
Sursa pompei
Poate fi folosit ca sursă de lumină directă pentru laserele industriale cu semiconductori pentru a scoate lumină laser și poate fi, de asemenea, folosit ca sursă de lumină cu pompă pentru a furniza lumină de pompă de mare putere și luminozitate ridicată pentru laserele cu fibră.
Combinator de pompa
Laserele multiplelor surse de pompare pot fi cuplate la fibra optică pentru a obține o putere mai mare de ieșire a laserului pompei.
Combinator de energie
Poate suprapune energia mai multor module laser cu fibră de mare putere și este dispozitivul de bază pentru a realiza ieșirea combinată cu fascicul laser multimod.
Gratar de fibre
O rețea de difracție formată prin modularea periodică axială a indicelui de refracție al miezului fibrei printr-o anumită metodă. Acesta aparține unui dispozitiv de filtrare pasiv și este, de asemenea, o componentă necesară a unui rezonator. Determină lungimea de undă de ieșire și lățimea de bandă a laserului și poate controla modul laser și calitatea fasciculului.
Cap laser
Este o componentă importantă care poate realiza o ieșire flexibilă la distanță lungă a laserului de mare putere în locul de aplicare și este compatibilă cu sistemul de prelucrare, astfel încât laserul generat de laser să fie transmis materialului de prelucrare pentru a finaliza prelucrarea cu laser. aplicarea.
Izolator
Poate proteja eficient laserul și poate preveni eficient ca lumina de retur să deterioreze alte componente optice.
striperul
Poate îndepărta în mod eficient lumina de placare în laser, poate proteja dispozitivele conexe și poate îmbunătăți calitatea fasciculului laser de ieșire. Modulatorul acusto-optic este utilizat în principal în interiorul rezonatorului și modulează impulsul laser necesar prin tehnologia de modulare a frecvenței radio. Este o componentă de bază a laser cu fibră cu impulsuri Q-switched.
Potrivire de modele
Dispozitivul de bază utilizat pentru a conecta 2 tipuri diferite de fibre optice poate minimiza pierderea conexiunii diferitelor tipuri de fibre optice și poate optimiza potrivirea câmpului modului laser.
Tipuri și utilizări
Pe baza modului de lucru, există 2 tipuri de lasere cu fibră utilizate cel mai frecvent: laser continuu și laser pulsat. Poate fi folosit la tăiere, sudare, gravare, marcare, curățare și alte scenarii.
Laser continuu
Laserul continuu emite fascicul de lumină continuu, cu o putere de vârf de 120KW. Se folosește la tăiere, sudare, lipire, găurire. Laserul semi-continuu (QCW) este încă pulsat în esență, dar cu o lățime a impulsului mai mare și o putere de vârf de 23KW, care este utilizat în tăiere, sudare cu arc, găurire, lipire, călire a metalelor (îmbunătățirea ductilității metalului, reducerea rezistenței DC), potrivit în special pentru înlocuirea laserelor YAG pompate cu lampă în aplicații de sudare în puncte, sudare cu cusături și găurire. Există o anumită suprapunere cu laserul continuu în uz.
Laser pulsat
Laserele pulsate pot fi împărțite în nanosecundă, picosecundă și femto2nd. Laserul Nano2nd (lățimea pulsului mai mare) are o putere de vârf de 1 MW în marcare, gravare, găurire, tratare a suprafeței, călire, marcare. Laserul Nano2nd (lățime de impuls mai mică pentru microfinisare) este utilizat pentru călire, plăci de siliciu și tăiere a sticlei. Laserul Pico2nd (lățimea pulsului atinge nivelul pico2nd) are o putere de vârf mai mare de 10MW, care este folosit pentru înnegrire, tăierea safirului și sticlei, tăierea fotovoltaică și OLED. Laserul Femto2nd (lățimea pulsului până la nivelul femto2nd) are o putere de vârf mai mare de 29 MW, care este utilizat pentru tăierea tablei, găurirea, prelucrarea de înaltă precizie și chirurgia oftalmică.
Costuri cu laserul cu fibre
Prețul pentru o mașină de gravat și de făcut cu laser cu fibre $3,500 la $28,500 pe baza puterilor laser pulsate ale 20W, 30W, 50W, 60W, 70W și 100W.
O mașină de tăiat cu laser cu fibre costă de la $14,200 la $260,000 pe baza puterilor laser continue ale 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W, și până la 40000W.
O mașină de sudat cu laser cu fibre are o gamă de preț de la $5,400 la $58,000 pe baza diferitelor tipuri, inclusiv sudor portabil (pistol de sudură cu laser de mână), sudor automat (controler CNC), sudor robot cu puteri laser continue de 1000W, 1500W, 2000W și 3000W.
Prețul mediu plătit pentru o mașină nouă de curățat laser cu fibre este de la $5,000 la $19,500 pe baza puterilor laser pulsate ale 50W, 100W, 200W, 300W, și puteri laser continue de 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.
