Tänu oma lihtsale struktuurile, madalatele kuludele, kõrgele elektro-optilise muundamise efektiivsusele ja headele väljundefektidele moodustavad kiudlaserid tööstuslaserites aasta-aastalt üha suurema osakaalu. Statistika järgi moodustasid kiudlaserid 2020. aastal 52,7% tööstuslaserite turust.
Väljundkiire omaduste põhjal võib kiudlaserid jagada kahte kategooriasse:pidev laserjaimpulss laser. Millised on nende kahe tehnilised erinevused ja milliste rakendusstsenaariumite jaoks sobivad? Alljärgnev on lihtne rakenduste võrdlus üldistes olukordades.
Nagu nimigi ütleb, on pideva kiudlaseri laserväljund pidev ja võimsust hoitakse kindlal tasemel. See võimsus on laseri nimivõimsus.Pidevate kiudlaserite eeliseks on pikaajaline stabiilne töö.
Impulsslaseri laser on "vahelduv". Muidugi on see katkendlik aeg sageli väga lühike, tavaliselt mõõdetakse millisekundites, mikrosekundites või isegi nanosekundites ja pikosekundites. Võrreldes pidevlaseriga, muutub impulsslaseri intensiivsus pidevalt, seega on olemas mõisted "hari" ja "küna".
Impulssmodulatsiooni abil saab impulsslaserit kiiresti vabastada ja saavutada maksimaalse võimsuse tippasendis, kuid küna olemasolu tõttu on keskmine võimsus suhteliselt madal.On mõeldav, et kui keskmine võimsus on sama, võib impulsslaseri võimsustipp olla palju suurem kui pidevlaseri oma, saavutades suurema energiatiheduse kui pidevlaseril, mis peegeldub suuremas läbitungimisvõimes metalli töötlemine. Samal ajal sobib see ka kuumustundlikele materjalidele, mis ei talu püsivat kõrget kuumust, aga ka mõne suure peegeldusvõimega materjalide jaoks.
Nende kahe väljundvõimsuse omaduste kaudu saame analüüsida rakenduste erinevusi.
CW kiudlaserid sobivad üldiselt:
1. Suurte seadmete töötlemine, nagu sõidukite ja laevade masinad, suurte terasplaatide lõikamine ja töötlemine ning muud töötlemistoimingud, mis ei ole termilise mõju suhtes tundlikud, kuid on tundlikumad kulude suhtes
2. Kasutatakse kirurgilisel lõikamisel ja koagulatsioonil meditsiinivaldkonnas, näiteks hemostaas pärast operatsiooni jne.
3. Laialdaselt kasutatav kiudoptilistes sidesüsteemides signaali edastamiseks ja võimendamiseks, kõrge stabiilsuse ja madala faasimüraga
4. Kasutatakse sellistes rakendustes nagu spektraalanalüüs, aatomifüüsika katsed ja lidar teadusuuringute valdkonnas, pakkudes suure võimsusega ja kiire kvaliteediga laserväljundit
Impulsskiudlaserid sobivad tavaliselt:
1. Materjalide täppistöötlus, mis ei talu tugevat termilist mõju või rabedaid materjale, näiteks elektrooniliste kiipide, keraamilise klaasi ja meditsiiniliste bioloogiliste osade töötlemine
2. Materjalil on kõrge peegeldusvõime ja see võib peegelduse tõttu laserpead ennast kergesti kahjustada. Näiteks vase- ja alumiiniummaterjalide töötlemine
3. Kergesti kahjustuvate aluspindade pinnatöötlus või välispinna puhastamine
4. Lühiajalist suurt võimsust ja sügavat läbitungimist nõudvate olukordade töötlemine, näiteks paksu plaadi lõikamine, metallmaterjalide puurimine jne.
5. Olukorrad, kus signaali karakteristikutena on vaja kasutada impulsse. Näiteks kiudoptiline side ja kiudoptilised andurid jne.
6. Kasutatakse biomeditsiinilises valdkonnas silmakirurgiaks, naharaviks ja kudede lõikamiseks jne, kõrge kiire kvaliteedi ja modulatsioonivõimega
7. 3D-printimisel on võimalik saavutada suurema täpsusega ja keerukate konstruktsioonidega metallosade valmistamine
8. Täiustatud laserrelvad jne.
Impulss-kiudlaserite ja pidevate kiudlaserite vahel on põhimõtete, tehniliste omaduste ja rakenduste osas mõningaid erinevusi ning igaüks sobib erinevatel juhtudel. Impulsskiudlaserid sobivad rakendustesse, mis nõuavad tippvõimsust ja modulatsioonijõudlust, nagu materjalide töötlemine ja biomeditsiin, samas kui pidevad kiudlaserid sobivad rakendustesse, mis nõuavad suurt stabiilsust ja kõrget kiire kvaliteeti, nagu side ja teadusuuringud. Õige fiiberlaseri tüübi valimine konkreetsete vajaduste põhjal aitab parandada töö efektiivsust ja rakenduse kvaliteeti.
Postitusaeg: 29. detsember 2023
