Laser światłowodowy IPG Photonics YLPN-R

Seria YLPN-R firmy IPG Photonics to laser światłowodowy nanosekundowy o wysokiej energii impulsu, który łączy niezawodność laserów światłowodowych z wysokoenergetycznymi cechami laserów półprzewodnikowych. Poniżej znajduje się szczegółowy wstęp do jego podstawowych zasad i funkcji:

1. Zasada działania

Źródło nasion + wieloetapowa amplifikacja

Przyjmuje strukturę **wzmocnienia mocy oscylatora głównego (MOPA)**:

Źródło nasion: Nanosekundowe impulsy o małej mocy są generowane za pomocą modulacji półprzewodnikowej lub elektrooptycznej, a szerokość impulsu i częstotliwość powtarzania można precyzyjnie kontrolować.

Wzmocnienie światłowodowe: Wieloetapowe wzmocnienie (wstępne wzmocnienie + wzmocnienie mocy) odbywa się za pomocą włókien domieszkowanych iterbem (Yb³⁺) w połączeniu z technologią włókien dwupłaszczowych w celu zwiększenia wydajności konwersji energii.

Kompresja impulsów (opcjonalnie): Niektóre modele kompresują szerokość impulsu poprzez efekty nieliniowe w celu uzyskania wyższej mocy szczytowej.

Projektowanie o wysokiej energii

Zastosowanie światłowodu o dużym trybie pracy (LMA) pozwala ograniczyć efekty nieliniowe, a technologia sprzężenia pompy bocznej zwiększa wydajność pompowania. Uzyskano energię pojedynczego impulsu rzędu milidżuli (mJ).

Zarządzanie temperaturą

Duży stosunek powierzchni do objętości i aktywne chłodzenie włókna gwarantują stabilną moc wyjściową przy wysokiej energii.

2. Główne cechy

Wysoka energia impulsu

Energia pojedynczego impulsu może osiągnąć wartość większą niż 10 mJ (jak w przypadku modelu YLPN-1-10x100), co jest przydatne w zastosowaniach wymagających dużej energii uderzenia (takich jak cięcie, wiercenie).

Elastyczna regulacja parametrów

Zakres szerokości impulsu: 1–300 ns (regulowany lub stały)

Częstotliwość powtarzania: 1 Hz–100 kHz (w zależności od modelu)

Moc szczytowa osiąga poziom MW, co umożliwia uzyskanie krótkiej szerokości impulsu i dużej mocy.

Doskonała jakość wiązki

M² < 1,3, blisko granicy dyfrakcyjnej, nadaje się do precyzyjnej obróbki (takiej jak obróbka mikrootworów, usuwanie filmów).

Niezawodność przemysłowa

Całoświatłowodowa struktura jest odporna na wstrząsy i kurz, a także nie powoduje problemów z nieprawidłowym ustawieniem elementów optycznych.

Żywotność przekracza 100 000 godzin, nadaje się do ciągłej pracy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.

3. Typowe scenariusze zastosowań

Precyzyjne przetwarzanie

Wiercenie: Otwór w warstwie powietrza łopatki samolotu (metal o dużej energii penetracji).

Cięcie: Cięcie rozdzielcze materiałów kruchych (szafir, szkło).

Obróbka powierzchni

Czyszczenie laserowe: usuwanie powłok/tlenków (np. w przypadku renowacji zabytków kultury).

Teksturowanie: poprawa tarcia powierzchni metalowych (części samochodowych).

Badania i medycyna

LIBS (spektroskopia przebicia indukowanego laserem): wzbudzenie plazmy próbki przy użyciu dużej energii.

Chirurgia laserowa: selektywna ablacja tkanek (np. w stomatologii, dermatologii).

4. Porównanie zalet technicznych

Cechy serii YLPN-R Tradycyjny laser półprzewodnikowy

Wymagania konserwacyjne Zasadniczo bezobsługowe Elementy optyczne należy regularnie kalibrować

Stabilność energetyczna ±1% (pełny zakres temperatur) ±3–5%

Sprawność elektrooptyczna >30% <15%

Rozmiar Kompaktowy (integracja światłowodów) Duży (system chłodzenia wodnego)

5. Notatki

Konfiguracja optyczna: w celu dostosowania się do różnych odległości roboczych wymagana jest soczewka kolimatorowa/ogniskulająca (np. seria FLD firmy IPG).

Ochrona bezpieczeństwa: wysoka energia musi spełniać normy bezpieczeństwa laserów klasy 4 (okulary ochronne, urządzenie blokujące).

Seria YLPN-R firmy IPG osiąga równowagę między wysoką energią a przemysłową stabilnością w dziedzinie laserów nanosekundowych dzięki innowacjom w technologii światłowodowej i jest szczególnie przydatna w scenariuszach o rygorystycznych wymaganiach dotyczących energii impulsów i precyzji.