Co je vláknový laser?
Vláknový laser je pevnolátkový laser, který jako médium zisku používá skleněné vlákno dopované prvky vzácných zemin, které se vyznačuje vysokou účinností fotoelektrické konverze, jednoduchou strukturou a dobrou kvalitou paprsku. Stala se hlavním proudem vývoje laserových technologií a průmyslových aplikací. Vzhledem k malé stopě optického vlákna může být použito v široké škále příležitostí a má vysokou míru využití v následné výrobě a zpracování. Vláknové lasery mají vysokou přizpůsobivost zpracování a lze je použít v libovolných aplikacích. Kromě toho je kvalita paprsku lepší, což může maximalizovat účinek snížení nákladů a zvýšení efektivity pro výrobní podniky.
Vlastnosti vláknového laseru
• Odpovídající vysoce výkonný LD světelný zdroj s nízkou svítivostí v absorpčním spektru prvků vzácných zemin může být čerpán přes dvojitě plátovanou vláknitou strukturu, aby byl výstupem vysoce jasný jednovidový laser.
• Malá a flexibilní konstrukce, vysoká účinnost konverze a práce v drsných podmínkách s dobrým chladicím systémem.
• Vyráběné nosníky s dobrou kvalitou, vysokou účinností konverze a nízkým prahem.
• Laserový výstup v pásmu 0.38-4um lze realizovat pomocí různých prvků vzácných zemin, výběr vlnové délky je snadný a laditelný a rozsah ladění je široký.
• Vysoký stupeň shody se stávajícími optickými komunikačními systémy a dobrá vazba.
• Nízké náklady s optickými zařízeními a optickými vlákny, které mohou výrazně snížit strukturální náklady.
Složení a princip
Stejně jako ostatní typy laserů se vláknový laser skládá ze 3 částí: zesilovacího média, zdroje pumpy a rezonanční dutiny. Jako médium zisku používá aktivní vlákna dopovaná prvky vzácných zemin v jádře. Obecně se jako zdroj čerpadla používá polovodičový laser. Rezonanční dutina se obecně skládá ze zrcadel, koncových ploch vláken, zrcadel s vláknovou smyčkou nebo vláknových mřížek. Konkrétní pracovní proces je následující: V pracovním stavu aktivní vlákno (gain vlákno) absorbuje energii poskytovanou čerpacím zdrojem, zesiluje výstupní laser po zesílení rezonanční dutinou složenou z aktivního vlákna a vláknové mřížky.
Zdroj semen
Také známý jako zdroj signálu, je předmětem zesílení záření v systému laserového zesílení. Laser, který poskytuje signál s nízkým výkonem, se používá jako „zárodek“, který umožňuje zesilovacímu systému zesílit podle stavu tohoto „zárodku“.
Aktivní optické vlákno
Aktivní vlákno se používá jako zesilovací médium a jeho funkcí je realizovat přeměnu energie ze světla čerpadla na signální světlo, aby se dosáhlo zesílení.
Pasivní optické vlákno
Pasivní optické vlákno plní především funkci přenosu světla a nepodílí se na přeměně vlnové délky. Ve vláknových laserových systémech jsou to hlavně vláknové mřížky, pasivní párovací vlákna v izolátorech vláken a pasivní multimódová vlákna pro přenos energie s velkým jádrem v součástech pro přenos energie laseru. V současné době mohou produkty s pasivními optickými vlákny domácích dodavatelů v zásadě splňovat výrobní potřeby a pouze malé množství pasivních optických vláken používaných pro produkty s ultra vysokým výkonem stále potřebuje používat dovážené optické vlákno.
Vláknová laserová optika
Zdroj čerpadla
Může být použit jako přímý zdroj světla pro průmyslové polovodičové lasery pro výstup laserového světla a může být také použit jako zdroj světla pumpy pro poskytování vysoce výkonného a vysoce jasného světla pumpy pro vláknové lasery.
Slučovač čerpadel
Lasery z více zdrojů čerpadel lze připojit k optickému vláknu pro dosažení vyššího výkonu laserového výkonu čerpadla.
Slučovač energie
Může překrývat energii několika vysoce výkonných vláknových laserových modulů a je základním zařízením pro realizaci multimódového kombinovaného výstupu laserového paprsku.
Vláknová mřížka
Difrakční mřížka vytvořená axiálně periodickou modulací indexu lomu jádra vlákna určitým způsobem. Patří k pasivnímu filtračnímu zařízení a je také nezbytnou součástí rezonátoru. Určuje výstupní vlnovou délku a šířku pásma laseru a může řídit režim laseru a kvalitu paprsku.
Laserová hlava
Je to důležitá součást, která dokáže realizovat flexibilní výstup vysokovýkonného laseru na dlouhou vzdálenost v místě aplikace a je kompatibilní s obráběcím systémem, takže laser generovaný laserem je přenášen do zpracovatelského materiálu, aby se dokončilo laserové obrábění. aplikace.
Izolátor
Může účinně chránit laser a účinně zabránit zpětnému světlu před poškozením jiných optických součástí.
Striptérka
Může účinně odizolovat krycí světlo v laseru, chránit související zařízení a zlepšit kvalitu výstupního laserového paprsku. Akustooptický modulátor se používá hlavně uvnitř rezonátoru a moduluje požadovaný laserový pulz pomocí modulační technologie vysokofrekvenčního měniče. Jedná se o komponenty jádra pulzního vláknového laseru s přepínáním Q.
Pattern Matcher
Základní zařízení používané pro připojení 2 různých typů optických vláken může minimalizovat ztrátu spojení různých typů optických vláken a optimalizovat přizpůsobení pole režimu laserového režimu.
Typy a použití
Na základě pracovního režimu existují 2 nejčastěji používané typy vláknových laserů: kontinuální laser a pulzní laser. Může být použit při řezání, svařování, gravírování, značení, čištění a dalších scénářích.
Kontinuální laser
Kontinuální laser nepřetržitě vysílá světelný paprsek se špičkovým výkonem 120KW. Používá se při řezání, svařování, pájení, vrtání. Semi-kontinuální laser (QCW) je v podstatě stále pulzní, ale s delší šířkou pulzu a špičkovým výkonem 23KW, který se používá při řezání, obloukovém svařování, vrtání, pájení natvrdo, kalení kovů (zlepšení tažnosti kovu, snížení stejnosměrného odporu), zvláště vhodný pro náhradu lampou čerpaných YAG laserů v aplikacích bodového svařování, švového svařování a vrtání. Existuje určité překrývání s používaným kontinuálním laserem.
Pulzní laser
Pulzní lasery lze rozdělit na nanosekundové, pikosekundové, femto2nd pulzní lasery. Laser Nano2nd (delší šířka pulsu) má špičkový výkon 1MW při rýsování, leptání, vrtání, povrchové úpravě, kalení, značení. Laser Nano2nd (kratší šířka pulzu pro mikrodokončování) se používá pro kalení, křemíkové pláty a řezání skla. Pico2nd laser (šířka pulsu dosahuje pico2nd úrovně) má špičkový výkon větší než 10MW, který se používá pro černění, safírové a skleněné řezání, fotovoltaické a OLED řezání. Laser Femto2nd (šířka pulsu až do femto2nd úrovně) má špičkový výkon vyšší než 29 MW, který se používá pro řezání plechů, vrtání, vysoce přesné zpracování a oční chirurgii.
Náklady na vláknový laser
Vláknový laserový gravírovací a výrobní stroj je v ceně od $3,500 až $28,500 na základě výkonu pulzního laseru 20W, 30W, 50W, 60W, 70W, a 100W.
Vláknový laserový řezací stroj stojí od $14,200 na $260,000 na základě nepřetržitého výkonu laseru 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000Wa až 40000W.
Vláknový laserový svařovací stroj má cenové rozpětí od $5,400 až $58,000 na základě různých typů včetně přenosné (ruční laserové svařovací pistole) svářečky, automatické (CNC řídicí) svářečky, robotické svářečky s nepřetržitým výkonem laseru 1000W, 1500W, 2000W, a 3000W.
Průměrná cena zaplacená za nový stroj na čištění vláknovým laserem je od $5,000 až $19,500 na základě výkonu pulzního laseru 50W, 100W, 200W, 300Wa kontinuální výkon laseru 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.
