Přehled
Aplikační škála iberlaserů je velmi široká, včetně laserové vláknové komunikace, laserové vzdálené komunikace, průmyslové stavby lodí, automobilové výroby, laserového gravírování, laserového značení, laserového řezání, tiskových válců, vrtání kovů a nekovových nekovů, vrtání/řezání národní a svařování obrana zabezpečení, lékařské vybavení a vybavení , velkoplošná infrastruktura, jako zdroj čerpadel pro jiné lasery atd.
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..
Funkce
(1)Dobrá kvalita paprsku.
Thewaveguidestructureofthefiberdeterminesthatthefiberlaseriseasytoobtainasingletransversemodeoutput,andisnotaffectedbyexternalfactors,andcanachievehigh-brightnesslaseroutput.
(2)Vysoká účinnost.
Fiberlaserscanachievehighlight-to-lightconversionefficiencybyselectingsemiconductorlaserswithmatchingemissionwavelengthsanddopedrare-earthelementabsorptioncharacteristicsasthepumpsource.Forytterbium-dopedhigh-powerfiberlasers,915-nmor975-nmsemiconductorlasersaregenerallyselected,whichhavealongerfluorescencelifetimeandcaneffectivelystoreenergytoachievehigh-poweroperation.Theoverallelectro-opticalefficiencyofcommercialfiberlasersisashighas25%,whichisconducivetocostreduction,energysavingandenvironmentalprotection.
(3)Dobré vlastnosti odvodu tepla.
Fiberlaserusesaslenderrare-earth-dopedfiberasthelasergainmedium,anditssurfaceareatovolumeratioisverylarge.Itisabout1000timesthatofasolidbulklaser,whichhasanaturaladvantageintermsofheatdissipationcapability.Thereisnoneedforspecialcoolingoftheopticalfiberinlowandmediumpowerconditions,andwatercoolingforheatdissipationunderhighpowerconditionscanalsoeffectivelyavoidthedropinbeamqualityandefficiencycausedbythermaleffectsthatarecommoninsolid-statelasers.
(4) Kompaktní konstrukce a vysoká spolehlivost.
Becausethefiberlaserusesasmallandflexiblefiberasthelasergainmedium,itisbeneficialtocompressthevolumeandsavethecost.Thepumpsourceisalsoasemiconductorlaserthatissmallinsizeandeasytomodularize.Commercialproductscangenerallybeoutputwithpigtails,combinedwithfiber-baseddevicessuchasfiberBragggratings.Allfiberscanberealizedaslongasthesedevicesarefusedtoeachother.Ithashighdisturbanceimmunityandhighstability,whichcansavemaintenancetimeandcost.
Typ
Nejdříve klasifikujte podle typu nebo materiálu
1.Krystalovlákenný laser.Pracovním materiálemjelaserkrystalovévlákno,hlavně rubínovýjednokrystalovývláknový laser a 3+:YAGjednokrystalovývláknový laser.
2.Nonlinearopticalfiberlaser.TherearemainlystimulatedRamanscatteringfiberlasersandstimulatedBrillouinscatteringfiberlasers.
3.Rareearthdopedfiberlasers.Thematrixmaterialoftheopticalfiberisglass,andtheopticalfiberisdopedwithrareearthelementionstoactivateittomakeafiberlaser.
4.Plasticfiberlaser.Dopinglaserdyeintothecoreorcladdingoftheplasticopticalfibertomakeafiberlaser.
Za druhé, podle klasifikace Gain Medium:
1.Krystalovlákenný laser.Pracovním materiálemjelaserkrystalovévlákno,hlavně rubínovýjednokrystalovývláknový laser a Nd3+:YAGjednokrystalovývláknový laser.
2.Nonlinearopticalfiberlaser.TherearemainlystimulatedRamanscatteringfiberlasersandstimulatedBrillouinscatteringfiberlasers.
3.Vláknové lasery dopované vzácnými zeminami. Dopování vzácných zemin prvků ve vláknu pro jeho aktivaci (Nd3+,Er3+,Yb3+,Tm3+ atd., matrice může být křemenné sklo, fluorid zirkoniové sklo, monokrystal) pro výrobu vláknového laseru.
4.Plasticfiberlaser.Dopinglaserdyeintothecoreorcladdingoftheplasticopticalfibertomakeafiberlaser.
Tři, podle klasifikace struktury rezonančních dutin
Rozděleno na FPdutinu, prstencovou dutinu, vláknový rezonátor smyčky a "8" tvarovanou dutinu, DBRfiberlaser, DFBfiberlaser atd.
Čtyři. Podle klasifikace struktury vláken
Dělen na jednoplátovaný vláknový laser, dvojitý plátovaný vláknový laser, fotonický krystalový vláknový laser, speciální vláknový laser.
Pět. Klasifikace podle výstupních charakteristik laseru
Dividedintocontinuousfiberlasersandpulsedfiberlasers,amongwhichpulsedfiberlaserscanbedividedaccordingtotheirpulseformingprinciplesItisaQ-switchedfiberlaser(pulsewidthisontheorderofns)andamode-lockedfiberlaser(pulsewidthisontheorderofpsorfs).
Výhody
Jako zástupce laserové technologie třetí generace mají vláknové lasery následující výhody:
(1)Glassopticalfiberhaslowmanufacturingcost,maturetechnologyandTheadvantagesofminiaturizationandintensivenessbroughtaboutbytheflexibilityoftheopticalfiber;
(2)Theglassfiberdoesnotrequirethestrictphasematchingofthecrystaltotheincidentpumplight,whichisduetotheglassmatrixStarkThenon-uniformbroadeningcausedbysplittingcausestheabsorptionbandtobewider;
(3)Skleněný materiál má velmi nízký poměr objemu k ploše, rychlý odvod tepla a nízké ztráty, takže účinnost konverze je vysoká a prahová hodnota laseru je nízká;
(4)Therearemanyoutputlaserwavelengths:thisisbecausetheenergylevelsofrareearthionsareveryrichandtherearemanykindsofrareearthions;
(5)Tunability:duetotheenergyofrareearthionsThegradewidthandthefluorescencespectrumoftheglassfiberarewider.
(6)Protože v rezonanční dutině iberlaseru není žádná optická čočka, má hlavní výhody beznastavování, bezúdržby a vysoké stability, které se tradiční lasery nevyrovnají.
(7)Thefiberexportmakesthelasercapableofvariousmulti-dimensionalandarbitraryspaceprocessingapplicationseasily,makingthedesignofthemechanicalsystemverysimple.
(8)Kompetentní v drsném pracovním prostředí, s vysokou tolerancí vůči prachu, otřesům, nárazům, vlhkosti a teplotě.
(9) Není potřeba termoelektrické chlazení a vodní chlazení, pouze jednoduché vzduchové chlazení.
(10)Vysoká elektrooptická účinnost: Komplexní elektrooptická účinnost je až 20 %, což výrazně šetří spotřebu energie při práci a šetří provozní náklady.
(11)Vysokovýkonný komerční vláknový laser s šesti kilowatty.
Aplikace
1. Označení aplikací
Pulsefiberlasersareknownfortheirexcellentbeamquality,reliability,andthelongestMaintenance-freetime,thehighestoverallelectro-opticalconversionefficiency,pulserepetitionfrequency,thesmallestvolume,thesimplestandmostflexiblewaytousewithoutwatercooling,andthelowestoperatingcostmakeittheonlychoiceforhigh-speedandhigh-precisionlasermarking.
Asetoffiberlasermarkingsystemcanconsistofoneortwofiberlaserswithapowerof25W,oneortwoscanningheadstoguidelighttotheworkpieceandanindustrialcomputertocontrolthescanningheadcomposition.Thisdesignisupto4timesmoreefficientthansplittingthebeamwitha50Wlaserontotwoscanningheads.Themaximummarkingrangeofthesystemis175mm*295mm,thespotsizeis35um,andtheabsolutepositioningaccuracywithinthefullmarkingrangeis+/-100um.Thefocusspotcanbeassmallas15umataworkingdistanceof100um.
2.Aplikacezpracovánímateriálu
Thematerialprocessingoffiberlaserisbasedontheheattreatmentprocessinwhichthepartwherethematerialabsorbsthelaserenergyisheated.Laserlightenergywithawavelengthofabout1umiseasilyabsorbedbymetal,plasticandceramicmaterials.
3. Aplikace ohýbání materiálu
Fiberlaserformingorbendingisatechniqueusedtochangethecurvatureofmetalplatesorhardceramics.Concentratedheatingandrapidself-coolingleadtoplasticdeformationinthelaserheatingarea,permanentlychangingthecurvatureofthetargetworkpiece.Researchhasfoundthatthemicrobendingwithlaserprocessinghasfarhigherprecisionthanothermethods.Atthesametime,itisanidealmethodinmicroelectronicsmanufacturing.
4.Aplikaceořezáváníflaser
Asthepoweroffiberlaserscontinuestorise,fiberlaserscanbeappliedonalargescaleinindustrialcutting.Forexample:usingafastchoppingcontinuousfiberlasertomicro-cutstainlesssteelarterialtubes.Duetoitshighbeamquality,thefiberlasercanobtainaverysmallfocusdiameterandtheresultingsmallslitwidthisrefreshingthestandardofthemedicaldeviceindustry.