A mai gyorsan változó lézeres technológiában, a szilárdtest-lézerekben és a szálas lézerekben, mint a két mainstream lézertermék, mindegyik ipari termelésben, tudományos kutatásban, katonai alkalmazásokban és más területeken, hogy megmutassák az egyedi varázst és előnyöket.
Először is, a műszaki elv és a teljesítménykülönbségek
① Gain Medium
A szálas lézer (szálas lézer) ritka földi elemként adalékolt üvegszál -erősítő tápközegként használják. A szivattyú fény hatása alatt nagy teljesítményű sűrűség alakul ki a rostban, ami a részecskék számának megfordítását eredményezi a lézer energiaszinten, és lézerrengéseket generál a rezonáns üreg pozitív visszacsatolási hurkán keresztül. A szálas lézerek kompakt, nem igényelnek komplex hűtőrendszereket, és a rost rugalmassága előnyösebbé teszi a többdimenziós térbeli feldolgozási alkalmazásokban.
A szálas lézer középpontjában az optikai rost, egy rugalmas, hajvékony üveg vagy műanyag izzószál, amelyről ismert, hogy képes a fényt nagy távolságra, minimális veszteséggel. Ez a rost a lézer aktív erősítő közegeként működik, és központi szerepet játszik annak működésében. Ugyanakkor, ellentétben a telekommunikációban alkalmazott, nem fellépett üveg- vagy műanyag szálakkal, a szálas lézerekben lévő szálakat ritkaföldfémi elemekkel, például erbiummal vagy ytterbiummal adalékolják. Ez a dopping bevezeti a lézer működéséhez szükséges energiaállapotokat, lehetővé téve a rost számára, hogy ne csak a fényt irányítsa, hanem erősítse meg azt is.
A szilárdtest-lézerek (SSL-k) az egyedi erősítő tápközegre, a szilárd anyagra, és általában négy fő alkatrészből állnak: a nyereségközegből, a hűtőrendszerből, az optikai rezonáns üregből és a szivattyúforrásból. A Gain-tápközeget, például a Ruby (CR: Al₂o₃) vagy a neodímium-adalékolt Yttrium-alumínium gránátot (ND: YAG) a szilárdtest lézer lelke, és a benne adalékolt aktiváló ionok (pl. A hűtőrendszer felelős a nyereségközegben felhalmozott hő eltávolításáért a lézer előállítása és a lézer stabil működésének biztosítása miatt. Az optikai rezonátor ürege folyamatos oszcillációt hoz létre a fotonok pozitív visszacsatolása révén, hogy egy nagyon monokróm és nagyon irányított lézersugár kiadására szolgáljon.
② Teljesítmény és hatékonyság
A szálas lézerek kiváló elektromos hatékonyságukról ismertek, köszönhetően a száloptikai kábelek jellegének, amelyek minimális veszteséggel végzik a fényt. Ez a szolgáltatás lehetővé teszi, hogy a szálas lézerek hihetetlenül energiahatékonyak legyenek, gyakran elérik a 30%-ot meghaladó hatékonyságot.
A szilárdtest lézerek általában kevésbé hatékonyak, ami a nagyobb nyereségközegük nagyobb veszteségeinek és a nagy intenzitású lámpák szükségességének tulajdonítható a szivattyúzáshoz.
A sugárminőség: közvetlenül befolyásolja a lézer hatékonyságát a precíziós alkalmazásokban.
A szálas lézerek egy üzemmódú működése hihetetlenül nagy sugárminőséget biztosít, amelyet szoros fókusz és minimális eltérés jellemez.
A szilárdtest-lézerek, bár képesek kiváló minőségű gerendákat szállítani, gyakran küzdenek a rost lézerek sugárzásának megfelelése érdekében, különösen nagyobb teljesítményszinten.
Az alacsonyabb hatékonyság és a gerenda minősége ellenére a szilárdtest lézerek nem vannak előnyeik nélkül. Robusztus energiaméretű képességeik vannak, amelyek jól alkalmassá teszik a nagy teljesítményű alkalmazásokhoz. A szilárdtest lézereket úgy lehet megtervezni, hogy hihetetlenül nagy teljesítményszintet termeljenek az erősítő táptalaj és a szivattyú teljesítményének növelésével, ami nem olyan egyszerű a szálas lézereknél, a rostméret és a hőeloszlás korlátozása miatt.
④ stabilitás
A szálas lézerek nagyon stabilak. Rostszerkezete érzéketlen a környezet változásaira (pl. Hőmérséklet, páratartalom, rezgés stb.), És képes fenntartani a stabil munkakörülményeket a szigorúbb környezetben. Ugyanakkor a szálas lézereket tartósabbnak és alkalmazkodóképességnek tekintik a környezeti változásokhoz, mivel szilárd állapotú szerkezetük van, és nem tartalmaznak szabad tér optikai alkatrészeket.
A szilárdtest lézerek viszonylag instabilok, és a környezeti tényezők változásai nagyobb hatással lehetnek teljesítményükre.
⑤Heat Delipation Performance
A szálas lézerek kiváló hőeloszlású teljesítményt nyújtanak. A nyereségközeg optikai rost, amelynek nagy felülete / térfogataránya van, és a hő gyorsan kibocsátható, így hosszú ideig stabilan működhet, és ellenállhat a nagy teljesítményű teljesítménynek.
A szilárdtest lézereket viszonylag nehéz eloszlatni a hő eloszlatása, és hajlamosak a hőkezési problémákra a nagy teljesítményű működés során, befolyásolva a lézer teljesítményét és élettartamát.
⑥ Méretezési és karbantartási költségek
A szálas lézerek nagyon kompakt és kevés karbantartást igényelnek. A rost kicsi mérete és a külső tükrök hiánya jelentősen csökkenti a szilárdtest lézerekhez kapcsolódó igazítási problémákat. Ezenkívül a rost kiváló képessége a hő eloszlatására gyakran kiküszöböli az aktív hűtés szükségességét, tovább csökkentve a karbantartási követelményeket. Ezenkívül a szálas lézerek általában biztonságosabbak a működtetéshez, mivel a lézer a roston belül van korlátozva, csökkentve a véletlen expozíció kockázatát.
A tükrök igazítása a szilárdtest lézerekben kritikus jelentőségű a működésükhöz, és időszakos ellenőrzést és beállítást igényel, ami növeli a karbantartási erőfeszítéseket. Ezenkívül a szilárdtest-lézereknek általában aktív hűtést igényelnek az erősítő táptalajban előállított hő kezeléséhez, ami nemcsak növeli a rendszer összetettségét, hanem növeli a karbantartási követelményeket is. A szilárdtest lézerek általában nagyobbak, mint a szálas lézerek. A nagy nyereség-közép- és külső tükrök szükségessége növeli méretüket és súlyukat, korlátozva azok alkalmasságát a helyben korlátozott alkalmazásokra.
Másodszor, az alkalmazási területek
A szálas lézerek az ipari vágás és a hegesztés területén ragyognak, nagy teljesítményükkel, nagy sugárminőséggel, jó hőeloszlással és stabilitással. A szálas lézerek különösen alkalmasak vastag fémanyagok vágására és hegesztésére, valamint nagy elektro-optikai konverziós hatékonyságuk és beállítási mentes, karbantartásmentes kialakítás jelentősen csökkenti a felhasználási és karbantartási nehézségek költségeit. Ugyanakkor a szálas lézer magas toleranciája a kemény munkakörnyezetek iránt, például a por, a rezgés, a páratartalom stb. Szintén jól teljesít mindenféle ipari helyszínen. A folyamatos lézerek nagyfokú penetrációval rendelkeznek a makrofeldolgozás területén, ahol fokozatosan felváltották a hagyományos feldolgozási módszereket.
A szilárdtest lézerek egyediek az ultra-pontosság és az ultra mikro feldolgozás területén, nagy csúcs teljesítményükkel, nagy impulzusos energiájukkal és rövid hullámhosszú lézerteljesítményükkel (pl. Zöld, UV). Az olyan folyamatokban, mint a fém/nem fémes anyagok jelölése, vágása, fúrása és hegesztése, a szilárdtest lézerek képesek elérni a magasabb feldolgozási pontosságot és a szélesebb anyagok alkalmazhatóságát. Különösen a nem fémes anyagok nagy pontosságú hegesztése és a könnyű gyűrődő 3D nyomtatás esetén a szilárdtest lézerek a választott berendezéssé váltak rövid hullámhosszú lézerek miatt, kis hőhatásokkal és nagy feldolgozási pontossággal. A szilárdtest lézereket elsősorban a nemfémes anyagok és a vékony, törékeny és más fémes anyagok precíziós mikromagasztásában használják rövid hullámhosszuk (ultraibolya, mély ultraibolya), rövid impulzusszélesség (pikoszekundumok, femtosekundumok) és nagy csúcsteljesítmény miatt. Ezenkívül a szilárdtest lézereket széles körben használják a környezeti, orvosi és katonai területeken folytatott élvonalbeli tudományos kutatások során.
Harmadszor, piaci részesedés
Kína folyamatban van a feldolgozóipar átalakításának és korszerűsítésének folyamatában az alacsony kategóriájú gyártástól a csúcskategóriás gyártásig, az alacsony kategóriájú gyártás aránya magas, és a makrofeldolgozási piac mind az alacsony kategóriájú gyártást, mind a csúcskategóriás gyártás részét képezi, ezért a piaci kereslet nagy, ezért a szálas lézerek piaci kapacitása nagy.
A háztartási közepes és alacsony teljesítményű lézer lokalizációs fokozat magas, hazai méretarányú gyártók. A "Kína lézeripar fejlesztési jelentése" szerint azt mutatja, hogy az alacsony fogyasztású szálas lézer teljes mértékben megvalósította a háztartási helyettesítést; Közepes energiájú folyamatos szálas lézer, a háztartási minőség és annak nyilvánvaló hátránya, az ár előnye nyilvánvaló, a piaci részesedés egyenértékű; A nagy teljesítményű, folyamatos szálas lézer, a hazai márkák elértek értékesítést.
Ami a szilárdtest-lézereket illeti, a hazai késői fejlesztés miatt nincs olyan tőzsdén jegyzett vállalat, amelynek fő üzlete van, általában külföldi márkákat vásárol.
A szálas lézereket elsősorban a makrofeldolgozás területén használják nagy kimeneti teljesítményük miatt (a lézer makrofeldolgozás általában a méretek és alakzatok feldolgozására utal, ahol a lézernyaláb az milliméterek tartományában befolyásolja a feldolgozási objektumot); A szilárdtest-lézereket széles körben használják a mikroprocesszálás területén (a mikroprocesszálás általában a méretek és alakzatok feldolgozására utal, ahol a pontosság eléri a mikrométerre vagy akár a nanométer szintjét) rövid hullámhosszuk, keskeny impulzusszélességük, nagy csúcsteljesítmény és egyéb előnyei miatt a szilárdtest-lézerek és a szálas lézerek felhasználóinak néhány előnye.
Általánosságban elmondható, hogy a szilárd lézereknek és a szálas lézereknek megvannak a saját alkalmazási területe. A kettőnek nincs közvetlen versenye a legtöbb mezőben, a fém anyagok feldolgozásának területén a mikromagazítás átfedése területén, a fémben az eset bizonyos vastagságáig a költség okok miatt a mező általában a hagyományos vagy szálas lézereket használja, csak a vékony fémvastagságában vagy a jelenet követelményeinek feldolgozásában nem érzékeny a szilárd státusú lézerek felhasználásának költségeire. Ezenkívül a két átfedés közötti verseny mértéke alacsony, a szilárdtest lézereket elsősorban a nemfémes anyagok (üveg, kerámia, műanyag, polimerek, csomagolás, egyéb törékeny anyagok stb.) Feldolgozására használják, és a fém anyagok területén a forgatókönyvekben használják, amelyek nagy precíziós és viszonylag érzéketlenek.
