Vlaknasti laserji predstavljajo iz leta v leto večji delež industrijskih laserjev zaradi svoje preproste strukture, nizkih stroškov, visoke učinkovitosti elektro-optične pretvorbe in dobrih izhodnih učinkov. Po statističnih podatkih so laserji z vlakni leta 2020 predstavljali 52,7 % trga industrijskih laserjev.
Glede na značilnosti izhodnega žarka lahko vlaknene laserje razdelimo v dve kategoriji:kontinuirani laserinpulzni laser. Kakšne so tehnične razlike med obema in za katere scenarije uporabe je vsak primeren? Sledi preprosta primerjava aplikacij v splošnih situacijah.
Kot že ime pove, je laserski izhod laserja z neprekinjenimi vlakni neprekinjen, moč pa se vzdržuje na fiksni ravni. Ta moč je nazivna moč laserja.Prednost laserjev z neprekinjenimi vlakni je dolgoročno stabilno delovanje.
Laser impulznega laserja je "prekinitveni". Seveda je ta prekinitveni čas pogosto zelo kratek, običajno merjen v milisekundah, mikrosekundah ali celo nanosekundah in pikosekundah. V primerjavi z neprekinjenim laserjem se intenzivnost pulznega laserja nenehno spreminja, zato obstajata koncepta "greben" in "korito".
S pomočjo pulzne modulacije se lahko impulzni laser hitro sprosti in doseže največjo moč na vrhuncu, vendar je zaradi obstoja dna povprečna moč relativno nizka.Če je povprečna moč enaka, je možno, da je vrh moči impulznega laserja veliko večji kot pri neprekinjenem laserju, s čimer se doseže večja gostota energije kot pri neprekinjenem laserju, kar se odraža v večji zmožnosti penetracije penetracije v obdelava kovin. Hkrati je primeren tudi za toplotno občutljive materiale, ki ne prenesejo trajne visoke vročine, kot tudi za nekatere materiale z visoko odbojnostjo.
S pomočjo značilnosti izhodne moči obeh lahko analiziramo razlike v aplikacijah.
CW vlakneni laserji so na splošno primerni za:
1. Obdelava velike opreme, kot so stroji za vozila in ladje, rezanje in obdelava velikih jeklenih plošč ter druge obdelave, ki niso občutljive na toplotne učinke, vendar so bolj občutljive na stroške
2. Uporablja se pri kirurškem rezanju in koagulaciji na medicinskem področju, kot je hemostaza po operaciji itd.
3. Pogosto se uporablja v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni za prenos in ojačanje signala, z visoko stabilnostjo in nizkim faznim šumom
4. Uporablja se v aplikacijah, kot so spektralna analiza, poskusi atomske fizike in lidar na področju znanstvenih raziskav, ki zagotavlja visoko moč in kakovost laserskega izhoda
Impulzni laserji z vlakni so običajno primerni za:
1. Natančna obdelava materialov, ki ne prenesejo močnih toplotnih učinkov ali krhkih materialov, kot je obdelava elektronskih čipov, keramičnega stekla in medicinsko bioloških delov
2. Material ima visoko odbojnost in lahko zlahka poškoduje samo lasersko glavo zaradi odboja. Na primer predelava bakrenih in aluminijastih materialov
3. Površinska obdelava ali čiščenje zunanjosti lažje poškodovanih podlag
4. Situacije obdelave, ki zahtevajo kratkotrajno visoko moč in globoko penetracijo, kot je rezanje debelih plošč, vrtanje kovinskega materiala itd.
5. Situacije, kjer je treba impulze uporabiti kot značilnosti signala. Kot so komunikacije z optičnimi vlakni in senzorji iz optičnih vlaken itd.
6. Uporablja se na biomedicinskem področju za operacijo oči, zdravljenje kože in rezanje tkiva itd., z visoko kakovostjo žarka in modulacijsko zmogljivostjo
7. Pri 3D tiskanju je mogoče doseči izdelavo kovinskih delov z večjo natančnostjo in kompleksnimi strukturami
8. Napredno lasersko orožje itd.
Med impulznimi laserji z vlakni in laserji z neprekinjenimi vlakni je nekaj razlik glede principov, tehničnih lastnosti in aplikacij, vsak pa je primeren za različne priložnosti. Laserji s impulznimi vlakni so primerni za aplikacije, ki zahtevajo največjo moč in zmogljivost modulacije, kot so obdelava materialov in biomedicina, medtem ko so laserji z neprekinjenimi vlakni primerni za aplikacije, ki zahtevajo visoko stabilnost in visoko kakovost žarka, kot so komunikacije in znanstvene raziskave. Izbira prave vrste laserja z vlakni glede na posebne potrebe bo pomagala izboljšati delovno učinkovitost in kakovost uporabe.
Čas objave: 29. december 2023
