Волоконні лазери з кожним роком займають зростаючу частку промислових лазерів завдяки своїй простій структурі, низькій вартості, високій ефективності електрооптичного перетворення та хорошим вихідним характеристикам. Згідно зі статистикою, у 2020 році волоконні лазери становили 52,7% ринку промислових лазерів.
За характеристиками вихідного променя волоконні лазери можна розділити на дві категорії:безперервний лазеріімпульсний лазерЯкі технічні відмінності між ними та для яких сценаріїв застосування підходить кожен з них? Нижче наведено просте порівняння застосувань у загальних ситуаціях.
Як випливає з назви, лазерний вихід безперервного волоконного лазера є безперервним, а потужність підтримується на фіксованому рівні. Ця потужність є номінальною потужністю лазера.Перевагою безперервних волоконних лазерів є тривала стабільна робота.
Лазер імпульсного лазера є «переривчастим». Звичайно, цей переривчастий час часто дуже короткий, зазвичай вимірюється в мілісекундах, мікросекундах або навіть наносекундах і пікосекундах. Порівняно з безперервним лазером, інтенсивність імпульсного лазера постійно змінюється, тому існують поняття «гребінця» та «западини».
Завдяки імпульсній модуляції імпульсний лазер може бути швидко вивільнений та досягти максимальної потужності в піковому положенні, але через наявність западини середня потужність є відносно низькою.Цілком можливо, що за однакової середньої потужності пік потужності імпульсного лазера може бути значно більшим, ніж у безперервного лазера, досягаючи більшої щільності енергії, ніж у безперервного лазера, що відображається у більшій проникній здатності при обробці металу. Водночас він також підходить для термочутливих матеріалів, які не витримують тривалого високого нагрівання, а також для деяких матеріалів з високою відбивною здатністю.
Через характеристики вихідної потужності цих двох пристроїв ми можемо проаналізувати відмінності в застосуванні.
Волоконні лазери безперервного випромінювання зазвичай підходять для:
1. Обробка великогабаритного обладнання, такого як транспортні та суднові машини, різання та обробка великих сталевих листів та інші випадки обробки, які не чутливі до теплових впливів, але більш чутливі до вартості.
2. Використовується для хірургічного розрізання та коагуляції в медичній галузі, наприклад, для гемостазу після операції тощо.
3. Широко використовується в системах оптичного зв'язку для передачі та посилення сигналу, з високою стабільністю та низьким фазовим шумом
4. Використовується в таких сферах, як спектральний аналіз, експерименти з атомної фізики та лідар у галузі наукових досліджень, забезпечуючи лазерний вихід високої потужності та високої якості променя.
Імпульсні волоконні лазери зазвичай підходять для:
1. Прецизійна обробка матеріалів, які не витримують сильних термічних впливів або крихких матеріалів, таких як обробка електронних мікросхем, керамічного скла та медичних біологічних деталей
2. Матеріал має високу відбивну здатність і може легко пошкодити саму лазерну головку через відбиття. Наприклад, обробка мідних та алюмінієвих матеріалів
3. Обробка поверхні або очищення зовнішньої сторони легкопошкоджуваних основ
4. Обробні ситуації, що потребують короткочасного високого навантаження та глибокого проникнення, такі як різання товстих листів, свердління металевих матеріалів тощо.
5. Ситуації, коли імпульси необхідно використовувати як характеристики сигналу. Такі як волоконно-оптичний зв'язок та волоконно-оптичні датчики тощо.
6. Використовується в біомедичній галузі для хірургії ока, лікування шкіри та різання тканин тощо, з високою якістю променя та модуляційними характеристиками.
7. За допомогою 3D-друку можна досягти виробництва металевих деталей з вищою точністю та складними конструкціями.
8. Удосконалена лазерна зброя тощо.
Існують деякі відмінності між імпульсними волоконними лазерами та безперервними волоконними лазерами з точки зору принципів, технічних характеристик та застосування, і кожен з них підходить для різних випадків. Імпульсні волоконні лазери підходять для застосувань, що вимагають пікової потужності та продуктивності модуляції, таких як обробка матеріалів та біомедицина, тоді як безперервні волоконні лазери підходять для застосувань, що вимагають високої стабільності та високої якості променя, таких як зв'язок та наукові дослідження. Вибір правильного типу волоконного лазера на основі конкретних потреб допоможе підвищити ефективність роботи та якість застосування.
Час публікації: 29 грудня 2023 р.
