Какво е фибърен лазер?
Фибролазерът е твърдотелен лазер, който използва стъклени влакна, легирани с редкоземни елементи, като усилваща среда. Характеризира се с висока ефективност на фотоелектричното преобразуване, опростена структура и добро качество на лъча. Той се превърна в основен поток в развитието на лазерните технологии и промишленото им приложение. Благодарение на малкия размер на оптичните влакна, те могат да се използват в широк спектър от случаи и имат висок процент на използване в областта на производството и обработката надолу по веригата. Фибролазерите имат висока технологична адаптивност и могат да се използват във всякакви приложения. Освен това, качеството на лъча е по-добро, което може да увеличи максимално ефекта от намаляване на разходите и подобряване на ефективността на производствените предприятия.
Характеристики на фибърния лазер
• Съответният високомощен LD източник на светлина с ниска яркост в абсорбционния спектър на редкоземните елементи може да бъде изпомпван през двойно облицованата оптична структура, за да се получи високояркостен едномодов лазер.
• Малък и гъвкав дизайн, висока ефективност на преобразуване и работа при тежки условия с добра охладителна система.
• Произведени лъчи с добро качество, висока ефективност на преобразуване и нисък праг.
• Лазерният изход в диапазона 0.38-4um може да се реализира чрез използване на различни редкоземни елементи, изборът на дължина на вълната е лесен и настройваем, а диапазонът на настройка е широк.
• Висока степен на съвпадение със съществуващите оптични комуникационни системи и добро свързване.
• Ниска цена с оптични устройства и оптични влакна, което може значително да намали структурните разходи.
Състав и принцип
Подобно на други видове лазери, влакнестият лазер се състои от 3 части: усилваща среда, помпен източник и резонансна кухина. Той използва активни влакна, легирани с редкоземни елементи в сърцевината, като усилваща среда. Обикновено като помпен източник се използва полупроводников лазер. Резонансната кухина обикновено е съставена от огледала, челни повърхности на влакната, огледала от влакнести контури или влакнести решетки. Специфичният работен процес е следният: В работно състояние активното влакно (усилващо влакно) абсорбира енергията, осигурена от помпения източник, и усилва изходния лазер, след като е усилено от резонансната кухина, съставена от активно влакно и влакнести решетки.
Източник на семена
Известен още като източник на сигнал, той е обект на усилване на радиацията в лазерната усилвателна система. Лазерът, който осигурява сигнал с ниска мощност, се използва като „семе“, за да позволи на усилващата система да усилва според състоянието на това „семе“.
Активно оптично влакно
Активното влакно се използва като усилваща среда и неговата функция е да осъществи преобразуването на енергията от помпена светлина в сигнална светлина, за да се постигне усилване.
Пасивно оптично влакно
Пасивните оптични влакна изпълняват главно функцията на предаване на светлина и не участват в преобразуването на дължината на вълната. В оптичните лазерни системи се използват главно решетки от влакна, пасивни съгласуващи влакна във влакнести изолатори, а пасивни многомодови оптични влакна с голямо ядро в компонентите за предаване на енергия от лазер. В момента продуктите от пасивни оптични влакна на местни доставчици могат основно да задоволят производствените нужди и само малко количество пасивни оптични влакна, използвани за продукти с ултрависока мощност, все още изискват вносни оптични влакна.
Фибролазерна оптика
Източник на помпа
Може да се използва като директен източник на светлина за промишлени полупроводникови лазери за извеждане на лазерна светлина, а също така може да се използва като източник на помпена светлина за осигуряване на мощна, яркостна помпена светлина за влакнести лазери.
Комбинатор на помпи
Лазерите от множество помпени източници могат да бъдат свързани към оптичното влакно, за да се постигне по-висока мощност на помпения лазер.
Енергиен комбинирач
Той може да наслагва енергията на множество високомощни оптични лазерни модули и е основното устройство за реализиране на комбиниран изход на многомодален лазерен лъч.
Фиброрешетка
Дифракционна решетка, образувана чрез аксиално периодично модулиране на показателя на пречупване на сърцевината на влакното чрез определен метод. Тя принадлежи към пасивно филтърно устройство и е необходим компонент на резонатор. Тя определя дължината на вълната и честотната лента на изхода на лазера и може да контролира лазерния режим и качеството на лъча.
Лазерна глава
Това е важен компонент, който може да реализира гъвкав изход на лазер с висока мощност на дълги разстояния в мястото на приложение и е съвместим с обработващата система, така че генерираният от лазера лазер да се предава на обработвания материал, за да завърши приложението за лазерна обработка.
изолатор
Той може ефективно да защити лазера и ефективно да предотврати повреждането на други оптични компоненти от отразената светлина.
стриптизьорка
Той може ефективно да премахне облицовъчната светлина в лазера, да защити свързаните устройства и да подобри качеството на изходния лазерен лъч. Акустооптичният модулатор се използва главно вътре в резонатора и модулира необходимия лазерен импулс чрез технология за радиочестотна модулация. Това е Q-превключващ импулсен лазерен компонент с ядро.
Съпоставител на шаблони
Основното устройство, използвано за свързване на 2 различни вида оптични влакна, може да минимизира загубата на връзка между различните видове оптични влакна и да оптимизира съвпадението на полето на лазерния режим.
Видове и употреба
Въз основа на режима на работа, има 2 най-често използвани вида фибърни лазери: непрекъснат лазер и импулсен лазер. Те могат да се използват за рязане, заваряване, гравиране, маркиране, почистване и други сценарии.
Непрекъснат лазер
Непрекъснатият лазер излъчва светлинен лъч непрекъснато, с пикова мощност от 120KWИзползва се при рязане, заваряване, запояване, пробиване. Полунепрекъснатият лазер (QCW) по същество е импулсен, но с по-дълга ширина на импулса и пикова мощност от 23KW, който се използва при рязане, дъгово заваряване, пробиване, запояване, закаляване на метал (подобряване на пластичността на метала, намаляване на съпротивлението на постоянен ток), особено подходящ за заместване на YAG лазери с лампово напомпване при точково заваряване, шевно заваряване и пробиване. Има известно припокриване с използвания непрекъснат лазер.
Импулсен лазер
Импулсните лазери могат да бъдат разделени на наносекундни, пикосекундни и фемто2нд импулсни лазери. Nano2nd лазерът (с по-голяма ширина на импулса) има пикова мощност от 1 MW при гравиране, ецване, пробиване, обработка на повърхности, закаляване, маркиране. Nano2nd лазерът (с по-къса ширина на импулса за микрофиниране) се използва за закаляване, рязане на силициеви пластини и стъкло. Pico2nd лазерът (ширината на импулса достига ниво pico2nd) има пикова мощност по-голяма от 10 MW и се използва за почерняване, рязане на сапфир и стъкло, фотоволтаично и OLED рязане. Femto2nd лазерът (ширина на импулса до ниво femto2nd) има пикова мощност по-голяма от 29 MW и се използва за рязане на ламарина, пробиване, високопрецизна обработка и офталмологична хирургия.
Цени на фибро лазери
Машина за гравиране и изработка с фибърен лазер е на цена от $3,500 до $28,500 въз основа на мощността на импулсния лазер на 20W, 30W, 50W, 60W, 70W, и 100W.
Машина за фибро лазерно рязане струва от $14,200 да $260,000 въз основа на непрекъснатите лазерни мощности на 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W, и до 40000W.
Машината за фибролазерно заваряване има ценови диапазон от $5,400 до $58,000 базирани на различни типове, включително преносим (ръчен лазерен заваръчен пистолет) заваръчен апарат, автоматичен (CNC контролер) заваръчен апарат, роботизиран заваръчен апарат с непрекъсната лазерна мощност 1000W, 1500W, 2000W, и 3000W.
Почистващ препарат за фибърни лазери
Средната цена, платена за нова машина за почистване с фибър лазер, е от $5,000 до $19,500 въз основа на мощността на импулсния лазер на 50W, 100W, 200W, 300Wи непрекъснати лазерни мощности 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.
