Hva er fiberlaser?
Fiberlaser er en solid-state laser som bruker sjeldne jordelement-dopet glassfiber som forsterkningsmedium, som har høy fotoelektrisk konverteringseffektivitet, enkel struktur og god strålekvalitet. Det har blitt hovedstrømmen av laserteknologiutvikling og industriell applikasjon. På grunn av det lille fotavtrykket til optisk fiber, kan den brukes i et bredt spekter av anledninger, og har en høy bruksrate i nedstrøms produksjons- og prosesseringsfeltet. Fiberlasere har høy prosesseringstilpasningsevne og kan brukes i alle applikasjoner. I tillegg er strålekvaliteten bedre, noe som kan maksimere effekten av kostnadsreduksjon og effektivitetsforbedring for produksjonsbedrifter.
Fiberlaserfunksjoner
• Den tilsvarende LD-lyskilden med høy effekt og lav lysstyrke i absorpsjonsspekteret til sjeldne jordartselementer kan pumpes gjennom den dobbeltkledde fiberstrukturen for å sende ut enkeltmoduslaser med høy lysstyrke.
• Liten og fleksibel design, høy konverteringseffektivitet, og arbeid under tøffe forhold med godt kjølesystem.
• Produserte bjelker med god kvalitet, høy konverteringseffektivitet og lav terskel.
• Laserutgangen i 0.38-4um-båndet kan realiseres ved å bruke forskjellige sjeldne jordartselementer, bølgelengdevalget er enkelt og justerbart, og innstillingsområdet er bredt.
• Høy grad av matching med eksisterende optiske kommunikasjonssystemer og god kobling.
• Lave kostnader med fiberoptiske enheter og optiske fibre, noe som kan redusere strukturkostnadene betraktelig.
Komposisjon og prinsipp
Som andre typer lasere består en fiberlaser av 3 deler: et forsterkningsmedium, en pumpekilde og et resonanshulrom. Den bruker aktive fibre dopet med sjeldne jordartselementer i kjernen som forsterkningsmedium. Vanligvis brukes en halvlederlaser som pumpekilde. Resonanshulrommet er vanligvis sammensatt av speil, fiberendeflater, fiberløkkespeil eller fibergitter. Den spesifikke arbeidsprosessen er som følger: I arbeidstilstanden absorberer den aktive fiberen (forsterkningsfiberen) energien som leveres av pumpekilden, forsterker utgangslaseren etter å ha blitt forsterket av resonanshulen som består av den aktive fiberen og fibergitteret.
Frøkilde
Også kjent som signalkilden, er den gjenstanden for strålingsforsterkning i laserforsterkningssystemet. Laseren som gir et laveffektsignal brukes som et "frø" for å la forsterkersystemet forsterke i henhold til tilstanden til dette "frøet".
Aktiv optisk fiber
Den aktive fiberen brukes som forsterkningsmedium, og dens funksjon er å realisere energikonverteringen fra pumpelys til signallys for å oppnå forsterkning.
Passiv optisk fiber
Passiv optisk fiber realiserer hovedsakelig funksjonen til lystransmisjon og deltar ikke i bølgelengdekonvertering. I fiberlasersystemer er det hovedsakelig fibergitter, passive matchende fibre i fiberisolatorer, og passive multimode storkjernede energioverføringsfibre i laserenergioverføringskomponenter. For øyeblikket kan de passive optiske fiberproduktene fra innenlandske leverandører i utgangspunktet dekke produksjonsbehovene, og bare en liten mengde passiv optisk fiber som brukes til produkter med ultrahøy effekt, trenger fortsatt å bruke importert optisk fiber.
Fiberlaseroptikk
Pumpekilde
Den kan brukes som en direkte lyskilde for industrielle halvlederlasere for å sende ut laserlys, og kan også brukes som en pumpelyskilde for å gi pumpelys med høy effekt og høy lysstyrke for fiberlasere.
Pumpekombinator
Laserne fra flere pumpekilder kan kobles inn i den optiske fiberen for å oppnå høyere kraftpumpelaserutgang.
Energikombiner
Den kan overlappe energien til flere fiberlasermoduler med høy effekt, og er kjerneenheten for å realisere multi-modus laserstrålekombinerende utgang.
Fiberrist
Et diffraksjonsgitter dannet ved aksialt periodisk modulering av brytningsindeksen til fiberkjernen gjennom en bestemt metode. Den tilhører en passiv filterenhet og er også en nødvendig komponent i en resonator. Den bestemmer utgangsbølgelengden og båndbredden til laseren, og kan kontrollere lasermodusen og strålekvaliteten.
Laserhode
Det er en viktig komponent som kan realisere langdistanse fleksibel utgang av høyeffektlaser på applikasjonsstedet, og er kompatibel med maskineringssystemet, slik at laseren generert av laseren overføres til prosesseringsmaterialet for å fullføre laserbearbeidingsapplikasjonen.
isolator
Det kan effektivt beskytte laseren og effektivt forhindre at returlyset skader andre optiske komponenter.
Stripper
Den kan effektivt fjerne kledningslyset i laseren, beskytte relaterte enheter og forbedre kvaliteten på utgangslaserstrålen. Den akusto-optiske modulatoren brukes hovedsakelig inne i resonatoren, og modulerer den nødvendige laserpulsen gjennom radiofrekvensdrivmodulasjonsteknologi. Det er en Q-svitsjet pulsfiberlaserkjernekomponenter.
Mønstermatcher
Kjerneenheten som brukes til å koble til 2 forskjellige typer optiske fibre kan minimere tilkoblingstapet til forskjellige typer optiske fibre og optimere matchingen av lasermodusmodusfeltet.
Typer og bruksområder
Basert på arbeidsmodusen er det 2 mest brukte typer fiberlasere: kontinuerlig laser og pulslaser. Den kan brukes i skjæring, sveising, gravering, merking, rengjøring og andre scenarier.
Kontinuerlig laser
Den kontinuerlige laseren sender ut lysstråle kontinuerlig, med en toppeffekt på 120KW. Den brukes til skjæring, sveising, lodding, boring. Semi-kontinuerlig laser (QCW) er fortsatt pulsert i hovedsak, men med en lengre pulsbredde og en toppeffekt på 23KW, som brukes i skjæring, buesveising, boring, lodding, bråkjøling av metall (forbedrer metallduktilitet, reduserer DC-motstand), spesielt egnet for å erstatte lampepumpede YAG-lasere i punktsveising, sømsveising og boreapplikasjoner. Det er en viss overlapping med den kontinuerlige laseren som er i bruk.
Pulserende laser
Pulserende lasere kan deles inn i nanosekund, picosecond, femto2nd pulsede lasere. Nano2nd-laser (lengre pulsbredde) har en toppeffekt på 1MW ved skrising, etsing, boring, overflatebehandling, quenching, merking. Nano2nd laser (kortere pulsbredde for mikrofinishing) brukes til quenching, silisiumwafer og glassskjæring. Pico2nd laser (pulsbredde når pico2nd nivå) har en toppeffekt større enn 10MW, som brukes til skjæring, safir- og glassskjæring, solcelle- og OLED-skjæring. Femto2nd laser (pulsbredde opp til femto2nd nivå) har en toppeffekt større enn 29MW, som brukes til metallskjæring, boring, høypresisjonsbehandling og oftalmisk kirurgi.
Fiberlaserkostnader
En maskin for fiberlasergravering og -fremstilling er priset fra $3500 til $28,500 basert på pulserende lasereffekter 20W, 30W, 50W, 60W, 70Wog 100W.
En fiberlaserskjæremaskin koster fra $14,200 til $260,000,- basert på de kontinuerlige laserkreftene til 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W, og fram til 40000W.
En fiberlaser sveisemaskin har en prisklasse fra $5400 til $58,000 basert på forskjellige typer, inkludert bærbar (håndholdt lasersveisepistol) sveiser, automatisk (CNC-kontroller) sveiser, robotsveiser med kontinuerlig laserstyrke 1000W, 1500W, 2000Wog 3000W.
Gjennomsnittsprisen som betales for en ny fiberlaserrensemaskin er fra $5000 til $19,500 basert på pulserende lasereffekter 50W, 100W, 200W, 300W, og kontinuerlige laserkrefter 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.
