Доля волоконных лазеров на рынке промышленных лазеров с каждым годом растёт благодаря простоте конструкции, низкой стоимости, высокой эффективности электрооптического преобразования и хорошим выходным характеристикам. Согласно статистике, в 2020 году волоконные лазеры заняли 52,7% рынка промышленных лазеров.
По характеристикам выходного луча волоконные лазеры можно разделить на две категории:непрерывный лазериимпульсный лазер. Каковы технические различия между ними и для каких сценариев применения каждый из них подходит? Ниже представлено простое сравнение вариантов применения в общих ситуациях.
Как следует из названия, выходной сигнал непрерывного волоконного лазера непрерывен, а мощность поддерживается на фиксированном уровне. Эта мощность и есть номинальная мощность лазера.Преимуществом непрерывных волоконных лазеров является длительная стабильная работа.
Импульсный лазер работает в прерывистом режиме. Конечно, этот прерывистый период часто очень короток, обычно измеряясь миллисекундами, микросекундами, а то и наносекундами и пикосекундами. В отличие от непрерывного лазера, интенсивность импульсного лазера постоянно меняется, поэтому существуют понятия «пик» и «впадина».
Благодаря импульсной модуляции импульсный лазер может быстро высвобождаться и достигать максимальной мощности в пиковом положении, но из-за наличия провала средняя мощность относительно низкая.Вполне вероятно, что при одинаковой средней мощности пиковая мощность импульсного лазера может быть значительно выше, чем у непрерывного лазера, что обеспечивает большую плотность энергии, чем у непрерывного лазера, что отражается в большей проникающей способности при обработке металлов. Кроме того, он подходит для обработки термочувствительных материалов, не выдерживающих длительного воздействия высоких температур, а также некоторых материалов с высокой отражательной способностью.
С помощью характеристик выходной мощности этих двух устройств мы можем проанализировать различия в их применении.
Волоконные лазеры непрерывного действия обычно подходят для:
1. Обработка крупного оборудования, например, транспортных средств и судостроения, резка и обработка больших стальных листов и другие виды обработки, не чувствительные к термическому воздействию, но более чувствительные к стоимости.
2. Используется при хирургических разрезах и коагуляции в медицине, например, для остановки кровотечения после хирургических операций и т. д.
3. Широко используется в волоконно-оптических системах связи для передачи и усиления сигналов, отличается высокой стабильностью и низким фазовым шумом.
4. Используется в таких приложениях, как спектральный анализ, эксперименты в области атомной физики и лидар в области научных исследований, обеспечивая высокую мощность и высокое качество лазерного луча.
Импульсные волоконные лазеры обычно подходят для:
1. Прецизионная обработка материалов, не выдерживающих сильного термического воздействия, или хрупких материалов, например, обработка электронных микросхем, керамического стекла и медицинских биологических деталей.
2. Материал обладает высокой отражающей способностью и может легко повредить саму лазерную головку из-за отражения. Например, при обработке медных и алюминиевых материалов.
3. Обработка поверхности или очистка внешней поверхности легко повреждаемых оснований
4. Ситуации обработки, требующие кратковременной высокой мощности и глубокого проникновения, например, резка толстых пластин, сверление металлических материалов и т. д.
5. Ситуации, в которых импульсы необходимо использовать в качестве характеристик сигнала. Например, в оптоволоконной связи и оптоволоконных датчиках и т. д.
6. Используется в биомедицинской области для хирургии глаза, лечения кожи, разрезания тканей и т. д., обеспечивая высокое качество луча и производительность модуляции.
7. При 3D-печати можно изготавливать металлические детали с более высокой точностью и сложной структурой.
8. Современное лазерное оружие и т. д.
Импульсные волоконные лазеры и непрерывные волоконные лазеры имеют некоторые различия в принципах работы, технических характеристиках и областях применения, и каждый из них подходит для разных задач. Импульсные волоконные лазеры подходят для приложений, требующих пиковой мощности и высокой модуляции, таких как обработка материалов и биомедицина, в то время как непрерывные волоконные лазеры подходят для приложений, требующих высокой стабильности и качества излучения, таких как связь и научные исследования. Выбор подходящего типа волоконного лазера в соответствии с конкретными потребностями поможет повысить эффективность работы и качество работы.
Время публикации: 29 декабря 2023 г.
