IPG Photonics Fiber Laser YLPN-R

סדרת ה-YLPN-R של IPG Photonics היא לייזר סיב ננו-שניות בעל אנרגיה גבוהה דופק המשלב את האמינות של לייזרים סיבים עם מאפייני האנרגיה הגבוהה של לייזרים במצב מוצק. להלן מבוא מפורט לעקרונות ולפונקציות הליבה שלו:

1. עקרון עבודה

מקור זרע + הגברה רב-שלבית

מאמצת מבנה **Master Oscillator Power Amplification (MOPA)**:

מקור זרע: פולסים ננו-שניות בהספק נמוך נוצרים על ידי אפנון מוליכים למחצה או אפנון אלקטרו-אופטי, וניתן לשלוט במדויק על רוחב הדופק וקצב החזרה.

הגברה של סיבים: הגברה רב-שלבית (קדם הגברה + הגברה כוח) מתבצעת באמצעות סיבים מסוממים באיטרביום (Yb³⁺), בשילוב עם טכנולוגיית סיבים בחיפוי כפול לשיפור יעילות המרת האנרגיה.

דחיסת דופק (אופציונלי): דגמים מסוימים דוחסים את רוחב הדופק באמצעות אפקטים לא ליניאריים כדי להשיג כוח שיא גבוה יותר.

עיצוב באנרגיה גבוהה

השתמש בסיבי שטח במצב גדול (LMA) כדי להפחית השפעות לא ליניאריות, שלב טכנולוגיית צימוד משאבת צד כדי לשפר את יעילות השאיבה, ולהשיג אנרגיית פעימה בודדת של מיליג'אול (mJ).

ניהול תרמי

יחס שטח הפנים לנפח הגבוה ועיצוב הקירור האקטיבי של הסיבים מבטיחים תפוקה יציבה באנרגיה גבוהה.

2. תכונות ליבה

אנרגיית דופק גבוהה

אנרגיית פעימה בודדת יכולה להגיע ליותר מ-10mJ (כגון דגם YLPN-1-10x100), מתאים ליישומים הדורשים השפעה אנרגטית גבוהה (כגון חיתוך, קידוח).

התאמת פרמטר גמיש

טווח רוחב דופק: 1-300ns (ניתן להתאמה או קבוע)

קצב חזרות: 1Hz–100kHz (תלוי בדגם)

שיא ההספק מגיע לרמת MW, תומך ברוחב פולס קצר ובפרץ גבוה.

איכות קרן מעולה

M² < 1.3, קרוב לגבול הדיפרקציה, מתאים לעיבוד מדויק (כגון עיבוד מיקרו-חורים, הסרת סרט).

אמינות תעשייתית

המבנה כולו סיבי עמיד בפני זעזועים ועמיד בפני אבק, ללא בעיות אי יישור של רכיבים אופטיים.

תוחלת החיים עולה על 100,000 שעות, מתאים לפעולה רציפה 24/7.

3. תרחישי יישום אופייניים

עיבוד מדויק

קידוח: חור סרט אוויר להב תעופה וחלל (מתכת חדירת אנרגיה גבוהה).

חיתוך: חיתוך מפוצל של חומרים שבירים (ספיר, זכוכית).

טיפול פני השטח

ניקוי בלייזר: הסרת ציפויים/תחמוצות (כגון שחזור שרידי תרבות).

מרקם: שיפור חיכוך של משטחי מתכת (חלקי רכב).

מחקר ורפואה

LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy): עירור באנרגיה גבוהה של פלזמה מדגם.

ניתוח לייזר: אבלציה סלקטיבית של רקמות (כגון רפואת שיניים, דרמטולוגיה).

4. השוואה בין יתרונות טכניים

כולל סדרת YLPN-R לייזר מוצק מסורתי

דרישות תחזוקה רכיבים אופטיים נטולי תחזוקה בעצם צריכים להיות מכוילים באופן קבוע

יציבות אנרגטית ±1% (טווח טמפרטורות מלא) ±3-5%

יעילות אלקטרו-אופטית >30% <15%

גודל קומפקטי (שילוב סיבים) גדול (מערכת קירור מים)

5. הערות

תצורה אופטית: עדשת קולימציה/מיקוד (כגון סדרת FLD של IPG) נדרשת להסתגל למרחקי עבודה שונים.

הגנה בטיחותית: אנרגיה גבוהה חייבת לעמוד בתקני בטיחות לייזר Class 4 (משקפי מגן, התקן משתלב).

סדרת ה-YLPN-R של IPG משיגה איזון בין אנרגיה גבוהה ליציבות תעשייתית בתחום הלייזר הננו-שניות באמצעות חידושים בטכנולוגיית סיבים אופטיים, ומתאימה במיוחד לתרחישים עם דרישות מחמירות של אנרגיית דופק ודיוק.