Волоконный лазер IPG Photonics YLPN-R

Серия YLPN-R от IPG Photonics — это наносекундный волоконный лазер с высокой импульсной энергией, который сочетает в себе надежность волоконных лазеров с высокоэнергетическими характеристиками твердотельных лазеров. Ниже приводится подробное введение в его основные принципы и функции:

1. Принцип работы

Источник семян + Многоступенчатая амплификация

Применяет структуру **Усиления мощности главного генератора (MOPA)**:

Источник: маломощные наносекундные импульсы генерируются с помощью полупроводниковой модуляции или электрооптической модуляции, а ширина импульса и частота повторения могут точно контролироваться.

Волоконное усиление: многокаскадное усиление (предварительное усиление + усиление мощности) осуществляется с помощью легированного иттербием (Yb³⁺) волокна в сочетании с технологией волокна с двойной оболочкой для повышения эффективности преобразования энергии.

Сжатие импульса (опционально): некоторые модели сжимают ширину импульса с помощью нелинейных эффектов для достижения более высокой пиковой мощности.

Высокоэнергетический дизайн

Использование волокна с большой площадью моды (LMA) для уменьшения нелинейных эффектов, объединение технологии сопряжения боковых насосов для повышения эффективности накачки и достижение энергии единичного импульса в миллиджоули (мДж).

Управление температурным режимом

Высокое отношение площади поверхности к объему и активная охлаждающая конструкция волокна обеспечивают стабильную выходную мощность при высокой энергии.

2. Основные характеристики

Высокая энергия импульса

Энергия одиночного импульса может достигать более 10 мДж (например, модель YLPN-1-10x100), что подходит для применений, требующих воздействия высокой энергии (например, резка, сверление).

Гибкая настройка параметров

Диапазон длительности импульса: 1–300 нс (регулируемый или фиксированный)

Частота повторения: 1 Гц–100 кГц (в зависимости от модели)

Пиковая мощность достигает уровня МВт, поддерживая короткую длительность импульса и высокую мощность пакета.

Превосходное качество луча

M² < 1,3, близко к дифракционному пределу, подходит для прецизионной обработки (например, обработки микроотверстий, удаления пленки).

Промышленная надежность

Полностью волоконная структура устойчива к ударам и пыли, не вызывает проблем с несоосностью оптических компонентов.

Срок службы превышает 100 000 часов, подходит для непрерывной работы 24/7.

3. Типичные сценарии применения

Точная обработка

Сверление: отверстие в воздушной пленке лопатки аэрокосмической техники (металл с высокой проникающей способностью).

Резка: Колотая резка хрупких материалов (сапфир, стекло).

Обработка поверхности

Лазерная очистка: удаление покрытий/окислов (например, реставрация культурных реликвий).

Текстурирование: улучшение трения металлических поверхностей (автодеталей).

Исследования и медицина

LIBS (лазерно-индуцированная пробойная спектроскопия): высокоэнергетическое возбуждение плазмы образца.

Лазерная хирургия: селективная абляция тканей (например, в стоматологии, дерматологии).

4. Сравнение технических преимуществ

Особенности серии YLPN-R Традиционный твердотельный лазер

Требования к техническому обслуживанию В основном не требуют обслуживания Оптические компоненты необходимо регулярно калибровать

Стабильность энергии ±1% (полный диапазон температур) ±3–5%

Электрооптическая эффективность >30% <15%

Размер Компактный (интеграция оптоволокна) Большой (система водяного охлаждения)

5. Примечания

Оптическая конфигурация: для адаптации к различным рабочим расстояниям требуется коллимационная/фокусирующая линза (например, серия FLD от IPG).

Меры безопасности: высокая энергия должна соответствовать стандартам безопасности лазера 4 класса (защитные очки, блокировочное устройство).

Серия YLPN-R от IPG обеспечивает баланс между высокой энергией и промышленной стабильностью в области наносекундных лазеров за счет инноваций в волоконно-оптической технологии и особенно подходит для сценариев со строгими требованиями к энергии импульса и точности.