U današnjoj laserskoj tehnologiji, laserskim laserima i laserima vlakana kao dva glavna laserska proizvoda, svaki u industrijskoj proizvodnji, znanstvenim istraživanjima, vojnim aplikacijama i drugim područjima kako bi se pokazala jedinstveni šarm i prednosti.
Prvo, tehnički princip i razlike u izvedbi
① Medij dobit
Laser vlakna (vlaknasti laser) koristi se kao rijetki medij za dobitak staklenih vlakana dopiranog elementa. Pod djelovanjem svjetlosti pumpe nastaje velika gustoća snage u vlaknima, što rezultira preokretom broja čestica u razini laserske energije i stvara laserske oscilacije kroz pozitivnu povratnu petlju rezonantne šupljine. Laseri vlakana su kompaktni, ne zahtijevaju složene sustave hlađenja, a fleksibilnost vlakana čini ga povoljnijim u višedimenzionalnim aplikacijama za prostornu obradu.
U srcu vlaknastog lasera nalazi se optičko vlakno, fleksibilno stakleno staklo ili plastični filament poznat po svojoj sposobnosti da usmjerava svjetlost na dugim udaljenostima s minimalnim gubitkom. Ovo vlakno djeluje kao aktivni medij za laser i središnji je dio njegovog rada. Međutim, za razliku od nedovoljnog stakla ili plastičnih vlakana koja se koriste u telekomunikacijama, vlakna u laserima vlakana dopirana su rijetkim zemaljskim elementima kao što su erbium ili ytterbium. Ovo doping uvodi energetska stanja potrebna da bi laser radila, omogućujući vlaknima da ne samo izravno svjetlo, već i pojačaju.
Laseri u čvrstom stanju (SSL) usredotočeni su na njihov jedinstveni medij za dobitak, čvrsti materijal, a obično se sastoje od četiri glavne komponente: medij za dobitak, sustav hlađenja, optičku rezonantnu šupljinu i izvor pumpe. Medij dobitka, poput Ruby (Cr: al₂o₃) ili neodimij-deponiranog ytrium-aluminijskog granata (ND: YAG), duša je lasera čvrstog stanja, a aktivacijski ioni dopirani unutar njega (npr., Nd³⁺) koriste se za okretanje broja čestica u pumpanju u pumpanje u pumpanje. Sustav hlađenja odgovoran je za uklanjanje topline akumuliranog unutar medija za dobitak zbog laserskog stvaranja i osiguravanje stabilnog rada lasera. Optička rezonatorska šupljina stvara kontinuiranu oscilaciju pozitivnim povratnim informacijama fotona kako bi se izbacila vrlo jednobojna i vrlo usmjerena laserska zraka.
Učinkovitost i učinkovitost
Laseri vlakana poznati su po izvrsnoj električnoj učinkovitosti, zahvaljujući prirodi vlaknastih optičkih kablova koji provode svjetlost s minimalnim gubitkom. Ova značajka omogućava da vlaknasti laseri budu nevjerojatno energetski učinkoviti, često postižući učinkovitost veću od 30%.
Laseri u čvrstom stanju obično su manje učinkoviti, što se može pripisati većim gubicima njihovog krupnijeg medija i potrebi za svjetiljkama visokog intenziteta za crpljenje.
Kvaliteta snopa: izravno utječe na učinkovitost lasera u preciznim aplikacijama.
Jedan način rada vlaknastih lasera pruža nevjerojatno visoku kvalitetu snopa, karakterizirana tijesnim fokusom i minimalnom divergencijom.
Laseri u čvrstom stanju, iako su sposobni isporučiti visokokvalitetne grede, često se bore da odgovaraju kvaliteti snopa vlaknastih lasera, posebno na višim razinama snage.
Unatoč njihovoj nižoj učinkovitosti i kvaliteti snopa, laseri čvrstog stanja nisu bez svojih prednosti. Imaju snažne mogućnosti skaliranja snage koje ih čine prikladnim za aplikacije velike energije. Laseri u čvrstom stanju mogu biti dizajnirani za proizvodnju nevjerojatno visokih razina snage povećavajući veličinu medija dobitka i snage pumpe, što nije tako jednostavno za vlaknaste lasere zbog ograničenja veličine vlakana i topline.
④ Stabilnost
Laseri vlakana su vrlo stabilni. Njegova struktura vlakana neosjetljiva je na promjene u okolišu (npr. Temperatura, vlaga, vibracije itd.) I u stanju je održati stabilno radno stanje u teškim okruženjima. Istodobno se smatra da su vlaknasti laseri izdržljiviji i prilagodljiviji promjenama u okolišu jer imaju strukturu čvrstog stanja i ne sadrže optičke komponente slobodnog prostora.
Laseri u čvrstom stanju su relativno nestabilni, a promjene u okolišnim čimbenicima mogu imati veći utjecaj na njihov učinak.
⑤ zagrijavanje izvedbe disipacije
Laseri vlakana imaju izvrsne performanse rasipanja topline. Njegov medij za dobitak je optičko vlakno, koje ima veliku omjer površine i volumena, a toplina se može brzo emitirati, tako da može dugo raditi stabilno i podnijeti izlaz velike snage.
Laseri u čvrstom stanju relativno je teško rasipati toplinu i sklon su problemima toplinskog učinka tijekom rada velike snage, što utječe na performanse i život lasera.
Troškovi veličine i održavanja
Laseri vlakana vrlo su kompaktni i zahtijevaju malo održavanja. Mala veličina vlakana i odsutnost vanjskih ogledala uvelike smanjuju probleme usklađivanja povezanih s laserima čvrstog stanja. Osim toga, izvrsna sposobnost vlakana da rasprši toplinu često eliminira potrebu za aktivnim hlađenjem, dodatno smanjujući zahtjeve održavanja. Također, vlaknasti laseri obično su sigurniji za rad jer je laser ograničen unutar vlakana, smanjujući rizik od slučajne izloženosti.
Usklađivanje zrcala u čvrstom laserima presudno je za njihov rad i zahtijeva periodično provjeru i prilagođavanje, što povećava napore održavanja. Pored toga, laseri čvrstog stanja obično zahtijevaju aktivno hlađenje za upravljanje toplinom generiranom u mediju za dobitak, što ne samo da pridonosi složenosti sustava, već i povećava zahtjeve za održavanjem. Laseri čvrstog stanja imaju tendenciju da su veći od vlaknastih lasera. Potreba za posrednim i vanjskim ogledalima velikih pojačanja povećava njihovu veličinu i težinu, ograničavajući njihovu prikladnost za aplikacije ograničene prostorom.
Drugo, područja primjene
Laseri vlakana blistaju u području industrijskog rezanja i zavarivanja s velikom snagom, visokom kvalitetom snopa, dobrom raspršivanjem topline i stabilnošću. Laseri vlakana posebno su pogodni za rezanje i zavarivanje debelih ploča metalnih materijala, a njihova visoka elektro-optička učinkovitost pretvorbe i bez prilagodbe, dizajn bez održavanja uvelike smanjuju troškove upotrebe i poteškoća u održavanju. Istodobno, visoka tolerancija lasera vlakana prema teškim radnim okruženjima, poput prašine, vibracije, vlage itd., Također čini dobro na svim vrstama industrijskih mjesta. Kontinuirani laseri imaju visok stupanj prodora u području makro-obrade, gdje su postupno zamijenili tradicionalne metode obrade.
Laseri čvrstog stanja jedinstveni su u području ultra preciznosti i ultra-mikrone obrade s njihovom visokom vršnom snagom, velikom pulsnom energijom i laserskim izlazom kratke valne duljine (npr. Green, UV). U procesima kao što su obilježavanje, rezanje, bušenje i zavarivanje metalnih\/nemetalnih materijala, laseri čvrstog stanja u mogućnosti su postići veću preciznost obrade i širu primjenjivost materijala. Osobito u visoko preciznom zavarivanju ne-metalnih materijala i laganog suzbijanja 3D ispisa, laseri čvrstog stanja postali su oprema izbora zahvaljujući laserima kratkog valnog duljine s malim toplinskim učincima i velikom preciznošću obrade. Laseri čvrstog stanja uglavnom se koriste u području preciznog mikroračunavanja nemetalnih materijala i tankih, krhkih i drugih metalnih materijala zahvaljujući njihovim kratkim valnim duljinama (ultraljubičasti, duboki ultraljubičasti), kratkim širinama pulsa (pikosekundi, femtosekundi) i visoke vrhovne snage. Pored toga, laseri čvrstog stanja široko se koriste u vrhunskim znanstvenim istraživanjima na okolišnom, medicinskom i vojnom području.
Treće, tržišni udio
Kina je u procesu transformacije i nadogradnje prerađivačke industrije od proizvodnje niskog razreda do vrhunskog proizvodnje, udio nisko-end proizvodnje je visok, a tržište makro-obrade obuhvaća i proizvodnju niskog razreda i dio vrhunske proizvodnje, a potražnja za tržištem je velika, stoga je tržišni kapacitet vlakanih lasera velikih.
Domaće stupanj lokalizacije srednjeg i niske snage vlakana je visok, proizvođači proizvodnje domaćih razmjera. Prema "Izvješću o razvoju industrije u kineskoj industriji" pokazuje da je laser vlakana s malim snagama u potpunosti realizirao domaću zamjenu; Laser kontinuiranog vlakana srednje snage, domaća kvaliteta i njezin očigledan nedostatak, cijena je očita, tržišni udio je ekvivalentni; Domaći brendovi, domaći kontinuirani laserski laser, postigli su određenu prodaju.
Što se tiče lasera čvrstog stanja, zbog kasnog razvoja domaćeg, ne postoje tvrtke koje imaju navedene s ovim proizvodom kao glavnim poslovanjem, uglavnom kupuju strane marke.
Laseri vlakana uglavnom se koriste u polju makro-obrade zahvaljujući njihovoj visokoj izlaznoj snazi (laserska makro-obrada uglavnom se odnosi na obradu dimenzija i oblika gdje laserski snop utječe na objekt za obradu u rasponu milimetara); Laseri u čvrstom stanju široko se koriste u polju mikroprocesiranja (mikroprocesiranje se uglavnom odnosi na obradu dimenzija i oblika gdje preciznost doseže mikrometar ili čak razinu nanometra) zahvaljujući njihovim kratkim valnim duljinama, uskim širinama pulsa, visokom vršnom snagom i drugim doznacima čvrstog stanja.
Općenito govoreći, čvrsti laseri i laseri vlakana imaju vlastita područja primjene. Njih dvoje nemaju izravnu konkurenciju na većini polja, na području mikroračunanog preklapanja u području obrade metalnih materijala, u metalu do određene debljine slučaja zbog troškova razloga što polje općenito koristi tradicionalni način ili vlaknaste lasere, samo u debljini metala tanke ili obrade prizora prizora nije osjetljivo na trošak solidne-stata. Osim toga, stupanj konkurencije između dva preklapanja je nizak, čvrsti laseri se uglavnom koriste u preradi nemetalnih materijala (staklo, keramika, plastika, polimeri, ambalaža, drugi krhki materijali itd.), A u području metalnih materijala koriste se u scenarijima koji zahtijevaju visoku preciznost i koji su relativno troškovi.
