Ano ang Fiber Laser?
Ang Fiber laser ay isang solid-state laser na gumagamit ng rare earth element-doped glass fiber bilang gain medium, na nagtatampok ng mataas na photoelectric conversion efficiency, simpleng istraktura, at magandang kalidad ng beam. Ito ay naging pangunahing daloy ng pag-unlad ng teknolohiya ng laser at aplikasyon sa industriya. Dahil sa maliit na footprint ng optical fiber, maaari itong magamit sa malawak na hanay ng mga okasyon, at may mataas na rate ng paggamit sa downstream manufacturing at processing field. Ang mga fiber laser ay may mataas na kakayahang umangkop sa pagproseso at maaaring magamit sa anumang mga aplikasyon. Bilang karagdagan, ang kalidad ng beam ay mas mahusay, na maaaring mapakinabangan ang epekto ng pagbawas sa gastos at pagpapabuti ng kahusayan para sa mga negosyo sa pagmamanupaktura.
Mga Tampok ng Fiber Laser
• Ang kaukulang high-power, low-brightness LD light source sa absorption spectrum ng rare earth elements ay maaaring i-pump sa pamamagitan ng double-clad fiber structure upang mag-output ng high-brightness single-mode laser.
• Maliit at flexible na disenyo, mataas na conversion na kahusayan, at gumagana sa ilalim ng malupit na mga kondisyon na may mahusay na cooling system.
• Mga ginawang beam na may magandang kalidad, mataas na kahusayan sa conversion at mababang threshold.
• Ang laser output sa 0.38-4um band ay maaaring maisakatuparan sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang elemento ng bihirang lupa, ang pagpili ng wavelength ay madali at mahimig, at ang hanay ng tuning ay malawak.
• Mataas na antas ng pagtutugma sa umiiral na mga optical na sistema ng komunikasyon at magandang pagkabit.
• Mababang gastos sa mga fiber optic na device at optical fibers, na lubos na makakabawas sa structural cost.
Komposisyon at Prinsipyo
Tulad ng ibang mga uri ng laser, ang fiber laser ay binubuo ng 3 bahagi: isang gain medium, isang pump source, at isang resonant na lukab. Gumagamit ito ng mga aktibong fibers na doped na may mga rare earth elements sa core bilang gain medium. Sa pangkalahatan, ang isang semiconductor laser ay ginagamit bilang pinagmumulan ng bomba. Ang resonant cavity ay karaniwang binubuo ng mga salamin, fiber end face, fiber loop mirror o fiber gratings. Ang partikular na proseso ng pagtatrabaho ay ang mga sumusunod: Sa estado ng pagtatrabaho, ang aktibong hibla (makakuha ng hibla) ay sumisipsip ng enerhiya na ibinibigay ng pinagmumulan ng bomba, pinalalakas ang output laser pagkatapos na palakasin ng resonant na lukab na binubuo ng aktibong hibla at fiber grating.
Pinagmulan ng Binhi
Kilala rin bilang pinagmumulan ng signal, ito ang object ng radiation amplification sa laser amplification system. Ang laser na nagbibigay ng mababang-kapangyarihan na signal ay ginagamit bilang isang "binhi" upang payagan ang sistema ng amplification na palakasin ayon sa estado ng "binhi" na ito.
Aktibong Optical Fiber
Ang aktibong hibla ay ginagamit bilang isang daluyan ng pakinabang, at ang tungkulin nito ay upang mapagtanto ang conversion ng enerhiya mula sa pump light patungo sa signal light upang makamit ang amplification.
Passive Optical Fiber
Ang passive optical fiber ay pangunahing napagtanto ang function ng light transmission at hindi nakikilahok sa wavelength conversion. Sa mga fiber laser system, higit sa lahat ay may mga fiber grating, passive matching fibers sa fiber isolator, at passive multimode large-core energy transmission fibers sa mga bahagi ng laser energy transmission. Sa kasalukuyan, ang mga passive optical fiber na produkto ng mga domestic supplier ay karaniwang nakakatugon sa mga pangangailangan sa produksyon, at isang maliit na halaga lamang ng passive optical fiber na ginagamit para sa mga ultra-high power na produkto ay kailangan pa ring gumamit ng imported na optical fiber.
Fiber Laser Optics
Pinagmulan ng bomba
Maaari itong gamitin bilang direktang pinagmumulan ng liwanag para sa mga pang-industriyang semiconductor laser upang mag-output ng laser light, at maaari ding gamitin bilang pump light source upang magbigay ng high-power, high-brightness na pump light para sa fiber laser.
Pagsasama-sama ng bomba
Ang mga laser ng maraming pinagmumulan ng bomba ay maaaring isama sa optical fiber upang makamit ang mas mataas na power pump laser output.
Pagsasama-sama ng Enerhiya
Maaari nitong i-superimpose ang enerhiya ng maramihang high-power fiber laser modules, at ito ang pangunahing aparato upang mapagtanto ang multi-mode laser beam na pinagsasama-sama ng output.
Fiber Grating
Isang diffraction grating na nabuo sa pamamagitan ng pana-panahong pagmodulate ng axially ng refractive index ng fiber core sa pamamagitan ng isang tiyak na pamamaraan. Ito ay kabilang sa isang passive filter device at isa ring kinakailangang bahagi ng isang resonator. Tinutukoy nito ang output wavelength at bandwidth ng laser, at maaaring kontrolin ang laser mode at kalidad ng beam.
Laser Head
Ito ay isang mahalagang bahagi na maaaring mapagtanto ang malayuang nababaluktot na output ng high-power laser sa site ng aplikasyon, at tugma sa sistema ng machining, upang ang laser na nabuo ng laser ay ipinadala sa materyal sa pagproseso upang makumpleto ang aplikasyon ng laser machining.
Isolator
Mabisa nitong maprotektahan ang laser at epektibong maiwasan ang pagbabalik ng liwanag mula sa pagkasira ng iba pang optical na bahagi.
Guhit
Mabisa nitong matanggal ang cladding light sa laser, protektahan ang mga kaugnay na device, at pagbutihin ang kalidad ng output laser beam. Ang acousto-optic modulator ay pangunahing ginagamit sa loob ng resonator, at binabago ang kinakailangang laser pulse sa pamamagitan ng radio frequency drive modulation technology. Ito ay isang Q-switched pulse fiber laser core component.
Pattern Match
Ang pangunahing aparato na ginamit upang ikonekta ang 2 iba't ibang uri ng optical fibers ay maaaring mabawasan ang pagkawala ng koneksyon ng iba't ibang uri ng optical fibers at i-optimize ang pagtutugma ng field ng laser mode mode.
Mga Uri at Gamit
Batay sa working mode, mayroong 2 pinakakaraniwang ginagamit na uri ng fiber laser: tuloy-tuloy na laser at pulsed laser. Maaari itong magamit sa pagputol, hinang, pag-ukit, pagmamarka, paglilinis at iba pang mga sitwasyon.
Patuloy na Laser
Ang tuluy-tuloy na laser ay naglalabas ng liwanag na sinag nang tuluy-tuloy, na may pinakamataas na lakas na 120KW. Ginagamit ito sa pagputol, hinang, pagpapatigas, pagbabarena. Ang semi-continuous laser (QCW) ay pulso pa rin sa kakanyahan, ngunit may mas mahabang lapad ng pulso at pinakamataas na lakas na 23KW, na ginagamit sa pagputol, arc welding, drilling, brazing, metal quenching (pagpapabuti ng metal ductility, pagbabawas ng DC resistance), lalo na angkop para sa pagpapalit ng lamp-pumped YAG lasers sa spot welding, seam welding at drilling applications. Mayroong isang tiyak na magkakapatong sa tuluy-tuloy na laser na ginagamit.
Pulsed Laser
Ang mga pulsed laser ay maaaring nahahati sa nanosecond, picosecond, femto2nd pulsed lasers. Ang Nano2nd laser (mas mahabang pulse width) ay may peak power na 1MW sa scribing, etching, drilling, surface treatment, quenching, marking. Ang Nano2nd laser (mas maikling lapad ng pulso para sa micro-finishing) ay ginagamit para sa pagsusubo, silicon wafer at pagputol ng salamin. Ang Pico2nd laser (pulse width ay umabot sa pico2nd level) ay may peak power na higit sa 10MW, na ginagamit para sa blackening, sapphire at glass cutting, photovoltaic at OLED cutting. Ang Femto2nd laser (pulse width hanggang sa femto2nd level) ay may peak power na mas malaki kaysa sa 29MW, na ginagamit para sa pagputol ng sheet metal, pag-drill, pagproseso ng mataas na katumpakan, at ophthalmic surgery.
Mga Halaga ng Fiber Laser
Ang isang fiber laser engraving & making machine ay mula sa presyo $3,500 hanggang $28,500 batay sa pulsed laser powers ng 20W, 30W, 50W, 60W, 70W, at 100W.
Ang isang fiber laser cutting machine ay nagkakahalaga mula sa $14,200 sa $260,000 batay sa patuloy na kapangyarihan ng laser ng 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W, at hanggang sa 40000W.
Ang isang fiber laser welding machine ay may hanay ng presyo mula sa $5,400 hanggang $58,000 batay sa iba't ibang uri kabilang ang portable (handheld laser welding gun) welder, automatic (CNC controller) welder, robot welder na may tuluy-tuloy na laser powers ng 1000W, 1500W, 2000W, at 3000W.
Ang average na presyo na binayaran para sa isang bagong fiber laser cleaning machine ay mula sa $5,000 hanggang $19,500 batay sa pulsed laser powers ng 50W, 100W, 200W, 300W, at tuloy-tuloy na laser powers ng 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.
