Kuitulaserit: 7 etua ja eroa

Ennen ostamista aKuitu laser, on välttämätöntä ymmärtää, miten se eroaa muista lasereista. Tiedämme, että toimiva laser vaatii kolme komponenttia: pumppulähteen energiansyöttöä varten, vahvistusväliaineen ja optisen resonaattorin. Kuitulasereille, vaikka pumppulähteen valinta ei olekaan muuta kuin laserdiodeja ja muita kuitulasereita, vahvistusväliaineen ja optisen resonaattorin rakenne ovat olennaisesti erilaisia.
 

Tällä ainutlaatuisella rakenteella on seitsemän suurta etua:

1. Tehokas vahvistus keskipitkällä
Toisin kuin muut laserit, kuitulaserit saavuttavat valon vahvistuksen optisissa kuiduissa, jotka on seostettu harvinaisilla maametalli-ioneilla, kuten ytterbium (Yb3+), neodyymi (Nd3+), tuliumilla (Tm3+), praseodyymi (Pr3+) tai erbium (Er3+). Nämä laseraktiiviset ionit voivat absorboida suurimman osan pumpun valosta ja sitten lähettää tietyntaajuisia fotoneja stimuloidun emission kautta. Optisen kuidun luonnostaan ​​joustava rakenne mahdollistaa pidemmät vahvistusetäisyydet verrattuna muuntyyppisiin lasereihin. Tämä tarjoaa korkean optisen vahvistuksen.

2. Älykäs takaisinkytkentäsilmukka Bragg-kuituritilän läpi
Perinteisten dielektristen peilien sijaan optinen palaute kuitulasereissa saadaan tyypillisesti kuitu-Bragg-hileistä, jotka ovat sarja lasikuituja, joilla on erilaiset taitekertoimet, jotka on sulatettu jaksollisesti. Nämä jaksolliset rakenteet voivat heijastaa tietyn aallonpituuden lasersäteitä ja siten muodostua kuitulaserin optiseksi onkaloksi. Siksi kuitulasereissa optinen onkalo on itse asiassa vahvistusväliaineen sisällä.

3. Vankka optinen onkalo
Kuitulasereista puhuttaessa on vältettävä yleinen väärinkäsitys, nimittäin se, että kuitulaserit eivät ole sama asia kuin valokuitulaserit. Esimerkiksi kuitukytkentäisissä diodilasereissa optista kuitua käytetään vain säteen siirtoon, eikä stimuloidun emission fysikaalisia periaatteita ole. Joten vaikka optiset kuidut yhdistyvät laserjärjestelmiin, niillä ei silti ole kaikkia kuitulaserien erinomaisia ​​ominaisuuksia. Ainutlaatuinen integroitu optinen ontelo käyttää kelattua optista kuitua vahvistusvälineenä, mikä luo vahvan ja vakaan optisen ontelon.

4. Kompakti rakenne
Yksi kuitulaserien tärkeimmistä eduista on niiden kompakti layout. Verrattuna vastaaviin tuotteisiin kuitulasereilla on paljon pienempi jalanjälki vastaavilla lähtötehoilla. Tämä johtuu siitä, että optinen kuitu on taivutettava ja se voidaan kelata kompaktiin tilaan. Lisäksi kuituoptiikan joustavuus mahdollistaa myös optisen polun edelleen mukauttamisen, mikä tarjoaa suuremman suunnitteluvapauden erilaisiin erityistilanteisiin.

5. Suuri lähtöteho
Koska kuitulaserien vahvistusväliaine on erittäin ohutta ja joustavaa, kuitu voi olla useita kilometrejä pitkä, mikä mahdollistaa erittäin korkeiden pumpun valotehosteiden saavuttamisen. Lisäksi kuitulaserien tuottama lämpö voidaan hajauttaa tehokkaasti kuidun suuren pinta-alan ja tilavuussuhteen ansiosta. Tämän seurauksena kuitulaserit voivat toimia jatkuvasti kilowattitasolla ilman, että tarvitaan monimutkaisia ​​jäähdytysjärjestelmiä.

6. Erinomainen säteen laatu
Tyypillisesti lasersäteen laatu viittaa siihen, kuinka tiukasti säde on fokusoitu, kvantifioituna M2-kertoimella, joka ihannetapauksessa on yhtä suuri kuin 1 parhaan säteen laadun saavuttamiseksi. Kuitulasereista yksimuotokuidulla on yleensä paras säteen suorituskyky ja siksi sitä käytetään laajalti. Esimerkiksi laserleikkauksessa ja -hitsauksessa korkea säteen laatu mahdollistaa pitkiä etäisyyksiä työkappaleen ja tarkennetun kohteen välillä. Tämä kokoonpano suojaa optiikkaa roskilta ja savulta. Tärkeää on, että säteen halkaisijan kutistuminen mahdollistaa hienompien rakenteiden valmistamisen, mutta mahdollistaa myös pienempien, halvempien optisten komponenttien käytön.

7. Korkea luotettavuus
Kuitulaserit ovat erittäin luotettavia ja vaativat vain vähän huoltoa, ja koska optinen polku on suljettu suojakuoreen, lasersäde on vähemmän herkkä ulkoisille häiriöille. Siksi kuitulasereilla on yleensä erinomainen stabiilisuus korkeissa lämpötiloissa ja värähtelyolosuhteissa.

Mitä eroa on kuitulasereilla ja muilla lasereilla?
Vaikka kuitulasereilla on monia etuja, on tärkeää ymmärtää, kuinka ne kohtaavat kilpailijoita. Kuten alla nähdään, kuitulaserin ylivoima riippuu sovellusasetuksista, ja joissain tapauksissa kuitulaserkilpailija voi sopia kuitulaserille paremmin.

Kuitulaserit vs. lohkolaserit
Bulkkilaser on solid-state laser, joka käyttää seostettua bulkkikidettä tai lasia vahvistusväliaineena. Nd:YAG-laserit ja titaanisafiirilaserit ovat kaksi hyvää esimerkkiä. Yleisesti ottaen kuitulasereilla on paremmat tekniset tiedot kuin bulkkilasereilla, kuten alla olevasta kuvasta näkyy:

Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että volyymilaserit eivät olisi arvokkaita materiaalien käsittelyssä. Esimerkiksi aallonpituusalueella 700-1000 nm mikään kuitulaser ei voi korvata viritettävää Ti:safiirilaseria. Lisäksi volyymilasereilla voidaan saavuttaa suurempia huipputehoja ja ne sopivat siksi paremmin materiaalien käsittelyyn. Tämän lisäksi kuitulaserjärjestelmät voivat vaatia erikoiskomponentteja ja monimutkaista käyttöä, ja niiden korkea hinta voi olla haitallista taloudelle.

Kuitulaserit vs. CO2-laserit
Vaikka molemmat laserit sopivat erinomaisesti materiaalien leikkaamiseen, niiden toiminnallinen painopiste on itse asiassa erilainen. Toisaalta CO2-laserit ovat loistavia työkaluja ei-metallisten materiaalien, kuten muovien, leikkaamiseen. Niiden suhteellisen korkea hyötysuhde ja hyvä säteen laatu tekevät niistä alan laajimmin käytetyn lasertyypin.

CO2-laserleikkauskone

Toisaalta kuitulaserit ovat edistyneet merkittävästi metallilevyjen (pääasiassa ruostumattoman teräksen) leikkaamisessa viime vuosina, pääasiassa niiden nopean leikkausnopeuden ansiosta. Vastaavalla teholla niiden leikkausnopeus on yleensä {{0}} kertaa hiilidioksidilaserien leikkausnopeus. ajat. Yleisesti ottaen kuitulasereita kannattaa harkita volyymituotannossa leikattaessa metalleja 0,25 tuumaa paksuja tai vähemmän, mutta kun metallit ovat paksumpia kuin 0,375 tuumaa, CO2-laserit tarjoavat silti nopeusetuja ja erinomaisen leikkauslaadun. Siksi kuitulaserit eivät todennäköisesti korvaa kokonaan CO2-lasereita materiaalin leikkaamisessa.

Kuitulaserit ja suorat diodilaserit
Diodilasereita on pitkään kritisoitu alhaisesta lähtötehosta ja huonosta säteen laadusta. Siitä huolimatta viimeaikaiset edistysaskeleet suorassa diodilasertekniikassa osoittavat sen potentiaalin merkittävänä toimijana materiaalien käsittelyssä. Suorat diodilaserit voivat leikata 10 %-20 % nopeammin kuin kuitulaserit. Lisäksi suoradiodilaserit voivat leikata paksumpia metalleja ja saavuttaa pienemmän pinnan karheuden. Mikä parasta, ne soveltuvat myös erittäin heijastavien materiaalien, kuten kuparin, käsittelyyn. Sitä vastoin kuitulasereilla on rajallinen tehokkuus tässä suhteessa. Kuitulasereilla on kuitenkin edelleen valtavia etuja säteen laadun ja tekniikan kypsyyden suhteen. Tämä tekee niistä erinomaisen valinnan makroskooppiseen materiaalinkäsittelyyn.

Kuitulaserit ovat selvästi mullistaneet laserteollisuuden. Kuitulaserit tarjoavat useita keskeisiä etuja muihin lasertyyppeihin verrattuna, mikä avaa tien tuottavuuden kasvulle. Tehokas vahvistusmedia ja integroitu laserontelo takaavat tehokkaan ja vakaan tulostuksen. Sen kompakti jalanjälki on keskeinen myyntivaltti OEM/integroiduissa sovelluksissa. Niiden ylivoima riippuu kuitenkin suuresti sovelluksen asetuksista, kun otetaan huomioon niiden lähtöaallonpituus ja rajoitettu viritettävyys.

Yhteystiedot:

Jos sinulla on ideoita, ota rohkeasti yhteyttä. Riippumatta siitä, missä asiakkaamme ovat ja mitkä ovat vaatimuksemme, noudatamme tavoitettamme tarjota asiakkaillemme korkeaa laatua, edullisia hintoja ja parasta palvelua.