Ласери со влакна наспроти ласери со цврста состојба

Во денешната ера на брз развој на ласерската технологија, ласери со цврста состојба и ласери со влакна, како двата главни ласерски производи од мејнстрим, секој го демонстрираа својот уникатен шарм и предности во многу области, како што се индустриско производство, научно истражување и воени апликации.

1. Технички принципи и разлики во перформансите

1.1 Добијте медиум

Ласерите со влакна користат ретки стаклени влакна со земја, како што добиваат медиуми. Под дејство на светло на пумпата, голема густина на моќност се формира во влакната, што резултира во инверзија на популацијата на ласерското ниво на енергија и ласерската осцилација преку позитивната јамка за повратни информации на резонантната празнина. Ласерите со влакна се компактни и не бараат комплексен систем за ладење, а флексибилноста на влакната ги прави поповолни во мулти-димензионалните апликации за обработка на просторот. Јадрото на ласер на влакна е оптичко влакно, флексибилно, стакло со тенка коса или пластично влакно познато по неговата способност да води светлина на долги растојанија со минимална загуба. Влакната делува како активен медиум за добивање на ласерот и е јадрото на операцијата на ласерот. Како и да е, за разлика од неподготвеното стакло или пластичните влакна што се користат во телекомуникациите, оптичкото влакно во ласер на влакна се допира со ретки елементи на земјата, како што се ербиум или ytterbium. Ова допинг ја воведува енергетската состојба потребна за ласерско работење, дозволувајќи им на влакната не само да води светлина, туку и да ја засили. Ласер со цврста состојба (SSL) е во центарот на неговата уникатна средна добивка, цврст материјал и обично е составен од четири дела: стекнете среден, систем за ладење, оптичка резонантна празнина и извор на пумпа. Медиум за добивање, како што е рубин (Cr: al₂o₃) или неодимиум-допиран yttrium aluminum garnet (nd: YAG), е душа на ласер со цврста состојба. Активираните јони (како што е ND³⁺) се допираат во неа, постигнуваат инверзија на населението под дејство на светло на пумпата, а со тоа генерираат ласерска светлина. Системот за ладење е одговорен за отстранување на топлината акумулирана во медиумот за добивка заради ласерска генерација за да се обезбеди стабилно работење на ласерот. Оптичкиот резонатор формира континуирани осцилации преку позитивни повратни информации од фотоните, излегувајќи високо монохроматски и високо насочен ласерски зрак.

1.2 Перформанси и ефикасност ласерите на влакна се познати по нивната одлична електрична ефикасност, благодарение на природата на каблите со оптички влакна, кои можат да спроведат светлина со минимална загуба. Оваа одлика ги прави ласерите со влакна неверојатно енергетски ефикасни, честопати постигнувајќи ефикасност од повеќе од 30%. Ласерите со цврста состојба се генерално помалку ефикасни, веројатно заради повисоките загуби на нивните поголеми медиуми за добивка и потребата од ламби со висок интензитет за пумпање.

1.3 Квалитет на зракот: Директно влијае на ефективноста на ласерите во прецизни апликации со еден режим на работа со ласери со влакна може да обезбеди неверојатно висок квалитет на зракот, карактеризиран со тесно фокусирање и минимална дивергенција. Ласерите со цврста состојба, иако се способни да обезбедат висококвалитетни греди, честопати се тешко да се совпаднат со квалитетот на зракот на ласерите на влакна, особено на повисоко ниво на моќност. И покрај нивната пониска ефикасност и квалитетот на зракот, ласерите со цврста состојба не се без нивни предности. Тие имаат моќни можности за скалирање на електрична енергија и се добро прилагодени за апликации со голема моќност. Ласерите со цврста состојба можат да бидат дизајнирани да произведат неверојатно високо ниво на моќност со зголемување на големината на средната добивка и моќноста на пумпата, што не е толку едноставна за ласерите на влакна заради ограничувањата на големината на влакна и дисипацијата на топлина.

1,4 Ласерите со стабилност на влакна имаат висока стабилност. Нивната структура на влакна е нечувствителна на промените во животната средина (како што се температурата, влажноста, вибрациите, итн.) И може да одржува стабилни услови за работа во груби околини. Во исто време, ласерите со влакна се сметаат за потрајни и прилагодливи на промените во животната средина, бидејќи тие користат структура на цврста состојба и не содржат оптички компоненти со слободен простор. Ласерите со цврста состојба имаат релативно лоша стабилност, а промените во факторите на животната средина може да имаат поголемо влијание врз нивните перформанси.

1,5 Ласерите со влакна за дисипација на топлина имаат одлични перформанси на дисипација на топлина. Неговата добивка медиум е оптичко влакно, кое има голем сооднос на површината на волуменот, а топлината може брзо да се распадне, така што може да работи стабилно долго време и може да издржи на високо ниво на моќност. Ласерите со цврста состојба се релативно тешки за распаѓање на топлината и се склони кон термички ефекти кога работат со голема моќност, кои влијаат на перформансите и животот на ласерот.

1.6 Трошоци за големина и одржување на ласерите на влакната се многу компактни и не бараат скоро никакво одржување. Малата големина на влакната и отсуството на надворешни огледала во голема мерка ги намалуваат проблемите со усогласувањето поврзани со ласерите со цврста состојба. Покрај тоа, одличните можности за дисипација на топлина на влакната обично не бараат активно ладење, што дополнително ги намалува барањата за одржување. Во исто време, ласерите со влакна се генерално побезбедни за работа затоа што ласерот е ограничен во влакната, намалувајќи го ризикот од случајна изложеност. Усогласувањето на огледалата во ласерите со цврста состојба е клучно за нивното работење и бара редовно инспекција и прилагодување, што го зголемува обемот на работа за одржување. Покрај тоа, ласерите со цврста состојба обично бараат активно ладење за управување со топлината генерирана во медиум за добивка, што не само што ја зголемува комплексноста на системот, туку и ги зголемува барањата за одржување. Ласерите со цврста состојба имаат тенденција да бидат поголеми од ласерите на влакна. Потребата за големи огледала и надворешни огледала ја зголемува нивната големина и тежина, ограничувајќи ја нивната применливост во апликациите со ограничен простор.

2 Полиња за апликација

Ласерите со влакна блескаат во областа на индустриското сечење и заварување со нивната голема моќност, висок квалитет на зракот, добри перформанси и стабилност на дисипација на топлина. Ласерите со влакна се особено погодни за сечење на дебели плочи и заварување на метални материјали. Нивната висока електро-оптичка ефикасност на конверзија и дизајнот без прилагодување и без одржување во голема мерка ги намалуваат трошоците за употреба и тешкотијата на одржувањето. Во исто време, високата толеранција на ласерите на влакна до грубите работни околини, како што се прашина, вибрации, влажност, итн., Исто така ги тера да настапат добро на разни индустриски места. Континуираните ласери имаат висок степен на пенетрација во областа на макро обработка и постепено ги заменуваат традиционалните методи на обработка на ова поле. Ласерите со цврста состојба се уникатни во областа на ултра-прецизност и ултра-микро-обработка со нивната моќност со висок врв, голема енергија на пулсот и ласерско излез со кратка бранова должина (како што се зелена светлина и ултравиолетова светлина). Во процеси како што се означување на метал/неметална материјал, сечење, дупчење и заварување, ласери со цврста состојба можат да постигнат поголема точност на обработката и поширока примена на материјалот. Особено кај 3Д-печатење со висока прецизност и лесна лесна лесна лесна светлина на неметални материјали, ласерите со цврста состојба станаа најпосакувана опрема заради нивните ласери со кратка бранова должина со мали термички ефекти и голема точност на обработката. Ласерите со цврста состојба главно се користат во полето на прецизно микро-машини на неметални материјали и тенки, кршливи и други метални материјали заради нивната кратка бранова должина (ултравиолетово, длабоко ултравиолетово), кратка ширина на пулсот (пиксекунда, фемосекунда) и висока моќност. Покрај тоа, ласерите со цврста состојба се користат во врвни научни истражувања во областа на животната средина, медицината, воената и така натаму.

3. Уделот на пазарот Мојата земја е во процес на трансформација и надградба на производната индустрија од производство на ниско ниво до производство на високо ниво. Производството на ниско ниво на ниско ниво е голем процент. Пазарот за макро-обработка опфаќа и ниско ниво на производство и некое производство на високо ниво. Побарувачката на пазарот е голема. Затоа, пазарниот капацитет на ласерите со влакна е релативно голем. Домашните ласери со ниска моќност се многу локализирани и има многу домашни производители на големи размери. Според „Извештајот за развој на ласерската индустрија во Кина“, ласерите со ниска моќност се целосно заменети со домашни производи; Во однос на ласерите со континуирана влакна со средна моќ, домашниот квалитет нема очигледни недостатоци, предноста на цените е очигледна, а уделот на пазарот е споредлив; Во однос на ласерите со континуирана влакна, домашните брендови остварија делумна продажба. Што се однесува до ласерите со цврста состојба, како резултат на доцниот развој во Кина, во моментов нема наведени компании со овој производ како главен бизнис, и тие генерално купуваат странски брендови. Ласерите со влакна главно се користат во полето на макро обработка заради нивната висока излезна моќност (ласерска макро обработка генерално се однесува на обработка на големината и формата на објектот на обработката со влијанието на ласерскиот зрак на ниво на милиметар); Цврстите ласери широко се користат во областа на микро обработка заради нивните предности, како што се кратка бранова должина, тесна ширина на пулсот и висока моќност на врвот (микро обработката генерално се однесува на обработката на големината и формата со прецизно достигнување на микрометри или дури и нанометри), што резултира во одредени разлики помеѓу корисниците на цврсти ласери и ласери со влакна. Во принцип, цврстите ласери и ласерите со влакна имаат различни фокуси во нивните полиња за апликација и секој има свое поле за апликација. Нема директна конкуренција помеѓу двете во повеќето полиња. Во полето на обработка на метални материјали што се преклопува со полето на микро обработка, кога металот достигнува одредена дебелина, ова поле генерално усвојува традиционални методи или ласери на влакна заради причини за цена. Цврстите ласери се користат само во сцени каде дебелината на металот е тенка или барањата за обработка се високи и цената не е чувствителна. Покрај тоа, преклопувањето на конкуренцијата меѓу двете е мало. Цврстите ласери главно се користат за обработка на неметални материјали (стакло, керамика, пластика, полимери, амбалажа, други кршливи материјали, итн.), И во областа на металните материјали, тие се користат во сцени со барања со голема прецизност и релативно нечувствителни на трошоците.