Home Техника фиброоптичен лазер

фиброоптичен лазер



Общ преглед

Гапазонът на приложение на лазерните влакна е много широк, включително комуникация с лазерни влакна, лазерна космическа дистанционна комуникация, промишлено корабостроене, производство на автомобили, лазерно гравиране, лазерно маркиране, лазерно рязане, печатащи ролки, метално и неметално пробиване/рязане/заваряване (спояване, закаляване, облицовка и дълбоко шлайфане) ding), военна и национална отбрана, сигурност, медицинско оборудване и оборудване ,мащабна инфраструктура,като източник на помпа за други лазери и др.

Fiberlasersrefertolasersthatuserare-earth-dopedglassfibersasgainmedia.Fiberlaserscanbedevelopedonthebasisoffiberamplifiers.Undertheactionofthepumplight,itiseasytoincreasethepowerdensityinthefiber,causingthelaserenergylevelofthelaserworkingmaterialto"populatenumberinversion".Whenapositivefeedbackloop(formingaresonantcavity)isproperlyadded,thelaseroscillationoutputcanbeformed.

Structure

Thegenerationoflasersignalrequiresthreebasicconditions:populationinversion,opticalfeedbackandreachingthelaserthreshold.Therefore,thelaseriscomposedofworkingmaterial,pumpsourceandresonanceThecavityconsistsofthreeparts.Thebasicstructureofthefiberlaserisasfollows.Thegainfiberisthegainmediumthatgeneratesphotons;thepumplightisusedasexternalenergytomakethegainmediumtoachievepopulationinversion,thatis,thepumpsource;theopticalresonantcavityiscomposedoftwomirrors,Thefunctionistomakethephotonsgetfeedbackandbeamplifiedintheworkingmedium.Thepumpedlightentersthegainfiberandisabsorbed,whichinturnreversesthenumberofenergylevelparticlesinthegainmedium.Whenthegainintheresonantcavityishigherthantheloss,alaseroscillationwillbeformedbetweenthetwomirrors,resultinginalasersignaloutput..

Характеристики

(1)Качество на Goodbeam.

Thewaveguidestructureofthefiberdeterminesthatthefiberlaseriseasytoobtainasingletransversemodeoutput,andisnotaffectedbyexternalfactors,andcanachievehigh-brightnesslaseroutput.

(2) Висока ефективност.

Fiberlaserscanachievehighlight-to-lightconversionefficiencybyselectingsemiconductorlaserswithmatchingemissionwavelengthsanddopedrare-earthelementabsorptioncharacteristicsasthepumpsource.Forytterbium-dopedhigh-powerfiberlasers,915-nmor975-nmsemiconductorlasersaregenerallyselected,whichhavealongerfluorescencelifetimeandcaneffectivelystoreenergytoachievehigh-poweroperation.Theoverallelectro-opticalefficiencyofcommercialfiberlasersisashighas25%,whichisconducivetocostreduction,energysavingandenvironmentalprotection.

(3)Добри характеристики на разсейване на топлината.

Fiberlaserusesaslenderrare-earth-dopedfiberasthelasergainmedium,anditssurfaceareatovolumeratioisverylarge.Itisabout1000timesthatofasolidbulklaser,whichhasanaturaladvantageintermsofheatdissipationcapability.Thereisnoneedforspecialcoolingoftheopticalfiberinlowandmediumpowerconditions,andwatercoolingforheatdissipationunderhighpowerconditionscanalsoeffectivelyavoidthedropinbeamqualityandefficiencycausedbythermaleffectsthatarecommoninsolid-statelasers.

(4) Компактна структура и висока надеждност.

Becausethefiberlaserusesasmallandflexiblefiberasthelasergainmedium,itisbeneficialtocompressthevolumeandsavethecost.Thepumpsourceisalsoasemiconductorlaserthatissmallinsizeandeasytomodularize.Commercialproductscangenerallybeoutputwithpigtails,combinedwithfiber-baseddevicessuchasfiberBragggratings.Allfiberscanberealizedaslongasthesedevicesarefusedtoeachother.Ithashighdisturbanceimmunityandhighstability,whichcansavemaintenancetimeandcost.

Тип

Първо, класифицирайте според вида на материала

1.Лазер с кристални влакна. Работният материал е лазер с кристални влакна, главно от лазер с единични кристални влакна и nd3+:YAG лазер с единични кристални влакна.

2.Nonlinearopticalfiberlaser.TherearemainlystimulatedRamanscatteringfiberlasersandstimulatedBrillouinscatteringfiberlasers.

3.Rareearthdopedfiberlasers.Thematrixmaterialoftheopticalfiberisglass,andtheopticalfiberisdopedwithrareearthelementionstoactivateittomakeafiberlaser.

4.Plasticfiberlaser.Dopinglaserdyeintothecoreorcladdingoftheplasticopticalfibertomakeafiberlaser.

Второ, според класификацията на gainmedium:

1.Лазер с кристални влакна. Работният материал е лазер с кристални влакна, основно от лазер с единични кристални влакна и Nd3+:YAG лазер с единични кристални влакна.

2.Nonlinearopticalfiberlaser.TherearemainlystimulatedRamanscatteringfiberlasersandstimulatedBrillouinscatteringfiberlasers.

3.Редкоземни влакнести лазери. Допиране на редки елементи във влакното, за да го активирате (Nd3+, Er3+, Yb3+, Tm3+ и т.н., матрицата може да бъде кварцово стъкло, циркониев флуоридстъкло, монокристал) за създаване на влакнест лазер.

4.Plasticfiberlaser.Dopinglaserdyeintothecoreorcladdingoftheplasticopticalfibertomakeafiberlaser.

Три, според класификацията на структурата на резонансната кухина

Разделен на FP кухина, пръстеновидна кухина, loopreflector fiber resonator и "8" кухина с форма, DBRfiberlaser, DFBfiberlaser и др.

Четири. Според класификацията на структурата на влакната

Разделен на лазер с влакна с една обвивка, лазер с влакна с двойна обвивка, лазер с фотонни кристали, лазер със специални влакна.

Пет. Класификация по изходни лазерни характеристики

Dividedintocontinuousfiberlasersandpulsedfiberlasers,amongwhichpulsedfiberlaserscanbedividedaccordingtotheirpulseformingprinciplesItisaQ-switchedfiberlaser(pulsewidthisontheorderofns)andamode-lockedfiberlaser(pulsewidthisontheorderofpsorfs).

Предимства

Като представител на лазерната технология от трето поколение, фибролазерите имат следните предимства:

(1)Glassopticalfiberhaslowmanufacturingcost,maturetechnologyandTheadvantagesofminiaturizationandintensivenessbroughtaboutbytheflexibilityoftheopticalfiber;

(2)Theglassfiberdoesnotrequirethestrictphasematchingofthecrystaltotheincidentpumplight,whichisduetotheglassmatrixStarkThenon-uniformbroadeningcausedbysplittingcausestheabsorptionbandtobewider;

(3) Стъкленият материал има много ниско съотношение обем към площ, бързо разсейване и ниски загуби, така че ефективността на преобразуване е висока и прагът на лазера е нисък;

(4)Therearemanyoutputlaserwavelengths:thisisbecausetheenergylevelsofrareearthionsareveryrichandtherearemanykindsofrareearthions;

(5)Tunability:duetotheenergyofrareearthionsThegradewidthandthefluorescencespectrumoftheglassfiberarewider.

(6)Тъй като в лазера с резонансна кухина няма оптичен обектив, той има предимства без настройка, без поддръжка и висока стабилност, което е несравнимо с традиционните лазери.

(7)Thefiberexportmakesthelasercapableofvariousmulti-dimensionalandarbitraryspaceprocessingapplicationseasily,makingthedesignofthemechanicalsystemverysimple.

(8) Компетентен в тежка работна среда, с висока толерантност към прах, удар, удар, влажност и температура.

(9)Няма нужда от термоелектрическо охлаждане и водно охлаждане, а само обикновено въздушно охлаждане.

(10) Висока електрооптична ефективност: Цялостната електрооптична ефективност е 20%, което значително спестява консумация на енергия по време на работа и спестява оперативни разходи.

(11) Мощният, търговски фибролазер е шест киловата.

Приложения

1.Маркиране на приложения

Pulsefiberlasersareknownfortheirexcellentbeamquality,reliability,andthelongestMaintenance-freetime,thehighestoverallelectro-opticalconversionefficiency,pulserepetitionfrequency,thesmallestvolume,thesimplestandmostflexiblewaytousewithoutwatercooling,andthelowestoperatingcostmakeittheonlychoiceforhigh-speedandhigh-precisionlasermarking.

Asetoffiberlasermarkingsystemcanconsistofoneortwofiberlaserswithapowerof25W,oneortwoscanningheadstoguidelighttotheworkpieceandanindustrialcomputertocontrolthescanningheadcomposition.Thisdesignisupto4timesmoreefficientthansplittingthebeamwitha50Wlaserontotwoscanningheads.Themaximummarkingrangeofthesystemis175mm*295mm,thespotsizeis35um,andtheabsolutepositioningaccuracywithinthefullmarkingrangeis+/-100um.Thefocusspotcanbeassmallas15umataworkingdistanceof100um.

2.Прилагане на обработка на материали

Thematerialprocessingoffiberlaserisbasedontheheattreatmentprocessinwhichthepartwherethematerialabsorbsthelaserenergyisheated.Laserlightenergywithawavelengthofabout1umiseasilyabsorbedbymetal,plasticandceramicmaterials.

3. Приложение на огъване на материала

Fiberlaserformingorbendingisatechniqueusedtochangethecurvatureofmetalplatesorhardceramics.Concentratedheatingandrapidself-coolingleadtoplasticdeformationinthelaserheatingarea,permanentlychangingthecurvatureofthetargetworkpiece.Researchhasfoundthatthemicrobendingwithlaserprocessinghasfarhigherprecisionthanothermethods.Atthesametime,itisanidealmethodinmicroelectronicsmanufacturing.

4.Приложение на лазерно рязане

Asthepoweroffiberlaserscontinuestorise,fiberlaserscanbeappliedonalargescaleinindustrialcutting.Forexample:usingafastchoppingcontinuousfiberlasertomicro-cutstainlesssteelarterialtubes.Duetoitshighbeamquality,thefiberlasercanobtainaverysmallfocusdiameterandtheresultingsmallslitwidthisrefreshingthestandardofthemedicaldeviceindustry.

This article is from the network, does not represent the position of this station. Please indicate the origin of reprint
TOP