Mis on kiudlaser?

Mis on aFiber Laser? Kiudlaser on teatud tüüpi tahkislaser, mille aktiivseks võimenduskeskkonnaks on haruldaste muldmetallide elementidega, kõige sagedamini ütterbiumiga, legeeritud optiline kiud. Erinevalt traditsioonilistest gaasi- või CO₂ laseritest genereerivad, võimendavad ja suunavad kiudlaserid valgust täielikult klaaskius, mille tulemuseks on kompaktne, vastupidav ja väga tõhus süsteem.

Fiber Laser Core komponendid ja disain

• Legeeritud Fiber Core
  Kiudlaseri südameks on kiud ise – üliõhuke klaasikiht, mille südamik on infundeeritud haruldaste muldmetallide ioonidega. Valgusega pumbatuna annavad need ioonid lasertegevuseks vajaliku energia.

• Pumba dioodid
  Suure võimsusega pooljuhtdioodid süstivad pumba valgust kiu kattesse. Kate püüab pumba valguse ümber südamiku, tagades dopeeritud ioonide ühtlase ergutamise.

• Fiber Braggi restid (FBG-d)
  Otse kiududesse kantud peegeldavad võred moodustavad laseriõõne. Üks rest peegeldab suurema osa valgusest tagasi kiududesse, teine ​​aga võimaldab kontrollitaval osal väljuda väljundkiirena.

• Soojusjuhtimine
  Kuna kiu väike ristlõige hajutab soojust tõhusalt kogu pikkuses, vajavad kiudlaserid tavaliselt ainult õhkjahutust või tagasihoidlikku veeringlust isegi suure võimsusega.

Tööpõhimõte

1. Optiline pumpamine
   Pumbadioodid süstivad valgust, tavaliselt lainepikkustel 915–976 nm, kiu ümbrisesse.

2. Energia neeldumine
   Haruldaste muldmetallide ioonid südamikus neelavad pumba footoneid, viivad elektronid ergastatud olekutesse.

3. Stimuleeritud emissioon
   Kui elektronid lõdvestuvad, kiirgavad nad laserile iseloomuliku lainepikkuse juures (tavaliselt 1064 nm) koherentseid footoneid.

4. Võimendi ja tagasiside
   Footonid liiguvad piki kiudu, vallandades täiendavaid emissioone ja võimendades kiirt. FBG-d kiu mõlemas otsas moodustavad resonantsõõnsuse, säilitades laservõnkumise.

5. Väljundühendus
   Osaliselt peegeldav võre võimaldab osa võimendatud valgusest väljuda töötlemiseks kasutatava kvaliteetse väljundkiirina.

Kiudlaserite tüübid

• Pidevlainelised (CW) kiudlaserid
  Saada välja ühtlane katkematu kiir. Ideaalne lõikamiseks, keevitamiseks ja märgistamiseks, kus on vaja pidevat võimsust.

• Impulss-kiudlaserid
  Edastage valgust kontrollitud sarivõttena. Alamkategooriad hõlmavad järgmist:

• Q-Switched: Kõrge tipuga impulsid (nanosekundivahemik) sügavaks graveerimiseks ja mikropuurimiseks.

• Režiim lukustatud: ülilühikesed impulsid (pikosekund või femtosekund) täpseks mikrotöötluseks ja õrna materjali töötlemiseks.

• Põhiostsillaatori võimsusvõimendi (MOPA)
  Ühendab väikese võimsusega seedlaseri (ostsillaatori) ühe või mitme võimendiastmega. Pakub täpset kontrolli pulsi kestuse ja kordussageduse üle.

Peamised eelised

• Erakordne valgusvihu kvaliteet
  Saavutab peaaegu difraktsioonipiiranguga väljundi, võimaldades ülipeeneid fookuspunkte ja žiletiteravaid lõikeid.

• Kõrge Tõhusus
  Seinapistiku kasutegur ületab sageli 30%, mis tähendab väiksemat elektritarbimist ja kasutuskulusid.

• Kompaktne jalajälg
  Täiskiudkonstruktsioon välistab mahukad peeglid ja gaasitorud, säästes väärtuslikku põrandapinda.

• Madal hooldus
  Suletud kiudmoodulid nõuavad minimaalset ümberjoondamist; ei ole gaasivarusid ega suuri jahutustorne.

• Keskkonnakindlus
  Kiudlaserid taluvad vibratsiooni, tolmu ja temperatuurikõikumisi paremini kui vaba ruumi süsteemid.

Tüüpilised rakendused

• Metalli lõikamine ja keevitamine
  Alates õhukesest roostevabast terasest kuni paksu alumiiniumini – kiudlaserid tagavad kiirema lõikekiiruse, kitsad lõiked ja minimaalsed kuumusest mõjutatud alad.

• Täppismärgistamine ja graveerimine
  Ideaalne seerianumbrite, vöötkoodide ja logode jaoks metallil, plastil, keraamikal ja klaasil, millel on selge kontrast ja kõrge vastupidavus.

• Mikrotöötlus
  Loob elektroonikas, meditsiiniseadmetes ja täppiskomponentides mikronite täpsusega pisikesi funktsioone.

• Lisandite tootmine
  Võimaldab laseripõhiseid 3D-printimismeetodeid (nt selektiivne lasersulatamine), sulatades ühtlase energiajaotusega metallipulbrid.

• Teaduslikud uuringud
  Pakub häälestatavaid impulsi parameetreid spektroskoopia, mittelineaarse optika ja muude laborikatsete jaoks.

Õige kiudlaseri valimine

• Väljundvõimsus
  Määrake materjali paksuse ja töötlemiskiiruse põhjal. Kergejõuline märgistus võib vajada 20–50 W; raske lõikamine võib nõuda 1–10 kW või rohkem.

• Pulsi omadused
  Valige pidevate toimingute jaoks CW; Q-lüliti või MOPA täppistööde jaoks, mis nõuavad suurt tippvõimsust või ülilühikesi impulsse.

• Tala kohaletoimetamine
  Fikseeritud fookusega pead üldiseks lõikamiseks; galvo skannerid kiireks märgistamiseks; pika ulatusega optika kaugkeevitamiseks.

• Jahutusmeetod
  Õhkjahutusega seadmetest piisab kuni mõnesajast vatist; Suuremad võimsused saavad stabiilse väljundi säilitamiseks kasu vesijahutusest.

• Integreerimine ja juhtnupud
  Otsige ühilduvust oma automatiseerimise seadistusega, sealhulgas digitaalliideste, tarkvarateekide ja turvablokeeringutega.

Hoolduse parimad tavad

• Fiber End-Face Care
  Kontrollige ja puhastage kaitseaknaid või läätsi regulaarselt, et vältida valgusvihu moonutamist.

• Jahutussüsteemi kontrollid
  Kontrollige piisavat õhu- või veevoolu; jälgida temperatuuriandureid ja vajadusel vahetada filtreid.

• Tarkvaravärskendused
  Rakendage püsivara paigad, et optimeerida jõudlust ja säilitada ohutusstandardeid.

• Perioodiline kalibreerimine
  Kaasake igal aastal (või vastavalt teie kasutusintensiivsusele) sertifitseeritud tehnikud, et kontrollida väljundvõimsust, valgusvihu joondamist ja süsteemi töökindlust.

Kiudlaserid ühendavad täiustatud fotoonikat praktilise inseneritööga, muutes need kaasaegse tootmise, uurimistöö ja täppistöötluse nurgakiviks. Nende põhikonstruktsiooni, tööpõhimõtete ja rakendusalade mõistmine annab teile võimaluse rakendada nende täielikku potentsiaali lugematutes tööstusharudes.

Kiudlaser on teatud tüüpi tahkislaser, mille aktiivseks võimenduskeskkonnaks on haruldaste muldmetallide elementidega, kõige sagedamini ütterbiumiga, legeeritud optiline kiud. Erinevalt traditsioonilisest gaasist või CO₂laserid, kiudlaserid genereerivad, võimendavad ja suunavad valgust täielikult klaaskius, mille tulemuseks on kompaktne, vastupidav ja väga tõhus süsteem.

1. Põhikomponendid ja disain

• Legeeritud Fiber Core
  Kiudlaseri südameks on kiud ise – üliõhuke klaasikiht, mille südamik on infundeeritud haruldaste muldmetallide ioonidega. Valgusega pumbatuna annavad need ioonid lasertegevuseks vajaliku energia.

• Pumba dioodid
  Suure võimsusega pooljuhtdioodid süstivad pumba valgust kiu kattesse. Kate püüab pumba valguse ümber südamiku, tagades dopeeritud ioonide ühtlase ergutamise.

• Fiber Braggi restid (FBG-d)
  Otse kiududesse kantud peegeldavad võred moodustavad laseriõõne. Üks rest peegeldab suurema osa valgusest tagasi kiududesse, teine ​​aga võimaldab kontrollitaval osal väljuda väljundkiirena.

• Soojusjuhtimine
  Kuna kiu väike ristlõige hajutab soojust tõhusalt kogu pikkuses, vajavad kiudlaserid tavaliselt ainult õhkjahutust või tagasihoidlikku veeringlust isegi suure võimsusega.

2. Tööpõhimõte

1. Optiline pumpamine
   Pumbadioodid süstivad valgust, tavaliselt lainepikkustel 915–976 nm, kiu ümbrisesse.

2. Energia neeldumine
   Haruldaste muldmetallide ioonid südamikus neelavad pumba footoneid, viivad elektronid ergastatud olekutesse.

3. Stimuleeritud emissioon
   Kui elektronid lõdvestuvad, kiirgavad nad laserile iseloomuliku lainepikkuse juures (tavaliselt 1064 nm) koherentseid footoneid.

4. Võimendi ja tagasiside
   Footonid liiguvad piki kiudu, vallandades täiendavaid emissioone ja võimendades kiirt. FBG-d kiu mõlemas otsas moodustavad resonantsõõnsuse, säilitades laservõnkumise.

5. Väljundühendus
   Osaliselt peegeldav võre võimaldab osa võimendatud valgusest väljuda töötlemiseks kasutatava kvaliteetse väljundkiirina.

3. Fiberlaserite tüübid

• Pidevlainelised (CW) kiudlaserid
  Saada välja ühtlane katkematu kiir. Ideaalne lõikamiseks, keevitamiseks ja märgistamiseks, kus on vaja pidevat võimsust.

• Impulss-kiudlaserid
  Edastage valgust kontrollitud sarivõttena. Alamkategooriad hõlmavad järgmist:

• Q-Switched: Kõrge tipuga impulsid (nanosekundivahemik) sügavaks graveerimiseks ja mikropuurimiseks.

• Režiim lukustatud: ülilühikesed impulsid (pikosekund või femtosekund) täpseks mikrotöötluseks ja õrna materjali töötlemiseks.

• Põhiostsillaatori võimsusvõimendi (MOPA)
  Ühendab väikese võimsusega seedlaseri (ostsillaatori) ühe või mitme võimendiastmega. Pakub täpset kontrolli pulsi kestuse ja kordussageduse üle.

4. Peamised eelised

• Erakordne valgusvihu kvaliteet
  Saavutab peaaegu difraktsioonipiiranguga väljundi, võimaldades ülipeeneid fookuspunkte ja žiletiteravaid lõikeid.

• Kõrge Tõhusus
  Seinapistiku kasutegur ületab sageli 30%, mis tähendab väiksemat elektritarbimist ja kasutuskulusid.

• Kompaktne jalajälg
  Täiskiudkonstruktsioon välistab mahukad peeglid ja gaasitorud, säästes väärtuslikku põrandapinda.

• Madal hooldus
  Suletud kiudmoodulid nõuavad minimaalset ümberjoondamist; ei ole gaasivarusid ega suuri jahutustorne.

• Keskkonnakindlus
  Kiudlaserid taluvad vibratsiooni, tolmu ja temperatuurikõikumisi paremini kui vaba ruumi süsteemid.

5. Tüüpilised rakendused

• Metalli lõikamine ja keevitamine
  Alates õhukesest roostevabast terasest kuni paksu alumiiniumini – kiudlaserid tagavad kiirema lõikekiiruse, kitsad lõiked ja minimaalsed kuumusest mõjutatud alad.

• Täppismärgistamine ja graveerimine
  Ideaalne seerianumbrite, vöötkoodide ja logode jaoks metallil, plastil, keraamikal ja klaasil, millel on selge kontrast ja kõrge vastupidavus.

• Mikrotöötlus
  Loob elektroonikas, meditsiiniseadmetes ja täppiskomponentides mikronite täpsusega pisikesi funktsioone.

• Lisandite tootmine
  Võimaldab laseripõhiseid 3D-printimismeetodeid (nt selektiivne lasersulatamine), sulatades ühtlase energiajaotusega metallipulbrid.

• Teaduslikud uuringud
  Pakub häälestatavaid impulsi parameetreid spektroskoopia, mittelineaarse optika ja muude laborikatsete jaoks.

6. Õige kiudlaseri valimine

• Väljundvõimsus
  Määrake materjali paksuse ja töötlemiskiiruse põhjal. Kergejõuline märgistus võib vajada 20–50 W; raske lõikamine võib nõuda 1–10 kW või rohkem.

• Pulsi omadused
  Valige pidevate toimingute jaoks CW; Q-lüliti või MOPA täppistööde jaoks, mis nõuavad suurt tippvõimsust või ülilühikesi impulsse.

• Tala kohaletoimetamine
  Fikseeritud fookusega pead üldiseks lõikamiseks; galvo skannerid kiireks märgistamiseks; pika ulatusega optika kaugkeevitamiseks.

• Jahutusmeetod
  Õhkjahutusega seadmetest piisab kuni mõnesajast vatist; Suuremad võimsused saavad stabiilse väljundi säilitamiseks kasu vesijahutusest.

• Integreerimine ja juhtnupud
  Otsige ühilduvust oma automatiseerimise seadistusega, sealhulgas digitaalliideste, tarkvarateekide ja turvablokeeringutega.

7. Hoolduse parimad tavad

• Fiber End-Face Care
  Kontrollige ja puhastage kaitseaknaid või läätsi regulaarselt, et vältida valgusvihu moonutamist.

• Jahutussüsteemi kontrollid
  Kontrollige piisavat õhu- või veevoolu; jälgida temperatuuriandureid ja vajadusel vahetada filtreid.

• Tarkvaravärskendused
  Rakendage püsivara paigad, et optimeerida jõudlust ja säilitada ohutusstandardeid.

• Perioodiline kalibreerimine
  Kaasake igal aastal (või vastavalt teie kasutusintensiivsusele) sertifitseeritud tehnikud, et kontrollida väljundvõimsust, valgusvihu joondamist ja süsteemi töökindlust.

Kiudlaserid ühendavad täiustatud fotoonikat praktilise inseneritööga, muutes need kaasaegse tootmise, uurimistöö ja täppistöötluse nurgakiviks. Nende põhikonstruktsiooni, tööpõhimõtete ja rakendusalade mõistmine annab teile võimaluse rakendada nende täielikku potentsiaali lugematutes tööstusharudes.