IPG 포토닉스 파이버 레이저 YLPN-R

IPG Photonics의 YLPN-R 시리즈는 파이버 레이저의 신뢰성과 솔리드 스테이트 레이저의 고에너지 특성을 결합한 고펄스 에너지 나노초 파이버 레이저입니다. 다음은 핵심 원리와 기능에 대한 자세한 소개입니다.

1. 작동 원리

Seed Source + 다단계 증폭

**마스터 발진기 전력 증폭(MOPA)** 구조 채택:

시드 소스: 저전력 나노초 펄스는 반도체 변조 또는 전기 광학 변조를 통해 생성되며, 펄스 폭과 반복 속도를 정밀하게 제어할 수 있습니다.

광섬유 증폭: 이터븀이 첨가된(Yb³⁺) 광섬유를 사용하여 다단계 증폭(사전 증폭 + 전력 증폭)을 수행하고, 이중 클래드 광섬유 기술과 결합하여 에너지 변환 효율을 개선합니다.

펄스 압축(선택 사항): 일부 모델은 비선형 효과를 통해 펄스 폭을 압축하여 더 높은 피크 전력을 달성합니다.

고에너지 디자인

비선형 효과를 줄이기 위해 대모드 영역 광섬유(LMA)를 사용하고, 사이드 펌프 커플링 기술을 결합하여 펌핑 효율을 개선하며, 밀리줄(mJ)의 단일 펄스 에너지를 달성합니다.

열 관리

섬유의 높은 표면적 대 부피 비율과 능동적 냉각 설계는 높은 에너지에서도 안정적인 출력을 보장합니다.

2. 핵심 기능

고펄스 에너지

단일 펄스 에너지는 10mJ 이상(예: YLPN-1-10x100 모델)에 도달할 수 있으므로 높은 에너지 충격(절단, 드릴링 등)이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

유연한 매개변수 조정

펄스 폭 범위: 1–300ns(조정 가능 또는 고정)

반복률: 1Hz–100kHz(모델에 따라 다름)

최대 전력은 MW 수준에 도달하여 짧은 펄스 폭과 높은 버스트를 지원합니다.

뛰어난 빔 품질

M² < 1.3, 회절 한계에 가까워 정밀 가공(미세홀 가공, 필름 제거 등)에 적합합니다.

산업적 신뢰성

모든 섬유 구조는 충격 및 먼지에 강하고 광학 구성 요소의 정렬 불량 문제가 없습니다.

수명은 10만 시간이 넘으며 24시간 연속 작동에 적합합니다.

3. 일반적인 응용 프로그램 시나리오

정밀가공

드릴링: 항공우주 블레이드 공기막 구멍(고에너지 관통 금속).

절단: 취성 재료(사파이어, 유리)의 분할 절단.

표면처리

레이저 세척: 코팅/산화물 제거(문화유물 복원 등)

텍스처링: 금속 표면(자동차 부품)의 마찰 향상.

연구 및 의료

LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy): 샘플 플라즈마의 고에너지 여기.

레이저 수술: 조직의 선택적 제거(치과, 피부과 등)

4. 기술적 장점의 비교

특징 YLPN-R 시리즈 전통적인 고체 레이저

유지 보수 요구 사항 기본적으로 유지 보수가 필요 없음 광학 구성 요소는 정기적으로 교정해야 합니다.

에너지 안정성 ±1% (전체 온도 범위) ±3–5%

전기광학 효율 >30% <15%

크기 컴팩트(광섬유 통합) 대형(수냉 시스템)

5. 노트

광학 구성: 다양한 작업 거리에 적응하려면 콜리메이션/초점 렌즈(IPG의 FLD 시리즈 등)가 필요합니다.

안전 보호: 고에너지는 4등급 레이저 안전 기준(보호 안경, 연동 장치)을 준수해야 합니다.

IPG의 YLPN-R 시리즈는 광섬유 기술의 혁신을 통해 나노초 레이저 분야에서 높은 에너지와 산업적 안정성 간의 균형을 달성하며, 펄스 에너지와 정밀도에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 시나리오에 특히 적합합니다.