Kiudlaserid moodustavad tööstuslaserite seas aasta-aastalt üha suurema osa oma lihtsa konstruktsiooni, madala hinna, kõrge elektrooptilise muundamise efektiivsuse ja hea väljundvõimsuse tõttu. Statistika kohaselt moodustasid kiudlaserid 2020. aastal tööstuslaserite turust 52,7%.
Väljundkiire omaduste põhjal saab kiudlaserid jagada kahte kategooriasse:pidev laserjaimpulsslaserMillised on nende kahe tehnilised erinevused ja milliste rakendusstsenaariumide jaoks kumbki sobib? Järgnevalt on toodud lihtne võrdlus rakenduste kohta üldistes olukordades.
Nagu nimigi ütleb, on pideva kiudlaseri väljund pidev ja võimsust hoitakse fikseeritud tasemel. See võimsus on laseri nimivõimsus.Pidevkiudlaserite eeliseks on pikaajaline stabiilne töö.
Impulsslaseri laser on "katkendlik". Muidugi on see katkendlik aeg sageli väga lühike, tavaliselt mõõdetuna millisekundites, mikrosekundites või isegi nanosekundites ja pikosekundites. Võrreldes pideva laseriga muutub impulsslaseri intensiivsus pidevalt, seega on olemas mõisted "hari" ja "ala".
Impulssmodulatsiooni abil saab impulsslaserit kiiresti vabastada ja see saavutab maksimaalse võimsuse tipppositsioonil, kuid süvendi olemasolu tõttu on keskmine võimsus suhteliselt madal.On mõeldav, et kui keskmine võimsus on sama, võib impulsslaseri võimsustipp olla palju suurem kui pidevlaseril, saavutades suurema energiatiheduse kui pidevlaseril, mis kajastub metalli töötlemisel suuremas läbitungimisvõimes. Samal ajal sobib see ka kuumustundlike materjalide, mis ei talu püsivat kõrget kuumust, ning mõnede suure peegeldusvõimega materjalide töötlemiseks.
Nende kahe väljundvõimsuse omaduste kaudu saame analüüsida rakenduste erinevusi.
CW kiudlaserid sobivad üldiselt:
1. Suurte seadmete töötlemine, näiteks sõidukite ja laevade masinad, suurte terasplaatide lõikamine ja töötlemine ning muud töötlemisjuhtumid, mis ei ole termiliste mõjude suhtes tundlikud, kuid on kulude suhtes tundlikumad.
2. Kasutatakse kirurgilisel lõikamisel ja koagulatsioonil meditsiinivaldkonnas, näiteks hemostaas pärast operatsiooni jne.
3. Laialdaselt kasutatav optiliste kiudude sidesüsteemides signaali edastamiseks ja võimendamiseks, kõrge stabiilsuse ja madala faasimüraga
4. Kasutatakse sellistes rakendustes nagu spektraalanalüüs, aatomifüüsika katsed ja lidar teadusuuringute valdkonnas, pakkudes suure võimsuse ja kõrgekvaliteedilist laserväljundit
Impulsskiudlaserid sobivad tavaliselt:
1. Selliste materjalide täpne töötlemine, mis ei talu tugevaid termilisi mõjusid või on rabedad materjalid, näiteks elektrooniliste kiipide, keraamilise klaasi ja meditsiiniliste bioloogiliste osade töötlemine
2. Materjalil on kõrge peegelduvus ja see võib peegelduse tõttu laserpead kergesti kahjustada. Näiteks vase ja alumiiniumi materjalide töötlemine.
3. Kergesti kahjustatavate aluspindade pinnatöötlus või puhastamine
4. Töötlemisolukorrad, mis nõuavad lühiajalist suurt võimsust ja sügavat läbitungimist, näiteks paksude plaatide lõikamine, metallmaterjalide puurimine jne.
5. Olukorrad, kus signaali karakteristikutena tuleb kasutada impulsse. Näiteks kiudoptiline side ja kiudoptilised andurid jne.
6. Kasutatakse biomeditsiini valdkonnas silmakirurgia, nahahoolduse ja kudede lõikamise jms jaoks, pakkudes kõrget valgusvihu kvaliteeti ja modulatsioonivõimet
7. 3D-printimisel on võimalik saavutada suurema täpsusega ja keerukate struktuuridega metalldetailide tootmine
8. Täiustatud laserrelvad jne.
Impulss- ja pidevkiudlaserite vahel on põhimõtte, tehniliste omaduste ja rakenduste osas mõningaid erinevusi ning igaüks neist sobib erinevateks olukordadeks. Impulsskiudlaserid sobivad rakenduste jaoks, mis nõuavad tippvõimsust ja modulatsioonijõudlust, näiteks materjalide töötlemisel ja biomeditsiinis, samas kui pidevkiudlaserid sobivad rakenduste jaoks, mis nõuavad suurt stabiilsust ja kõrget kiirekvaliteeti, näiteks kommunikatsioonis ja teadusuuringutes. Õige kiudlaseri tüübi valimine vastavalt konkreetsetele vajadustele aitab parandada töö efektiivsust ja rakenduse kvaliteeti.
Postituse aeg: 29. detsember 2023
