Korai szálas lézerekVoltakalacsony hatékonyság ésteljesítmény, és korlátozott, amíg egy hatékonyabb módszer szállítja a szivattyú nyaláb a burkolat jelent meg.
Ez egy olyan módszer, amely képes leküzdeni a korábbi indítási módszerek korlátait - az oldalsó szivattyúsugár módszer segít felszabadítani a szálas lézerek valódi potenciálját, új korszakot nyit a nagy teljesítményű szálas lézerek és erősítők számára, és teljesen megváltoztatja a száltechnológia fejlődését. A további fejlesztés elősegítette a szálas lézerek széles körű alkalmazását különböző alkalmazási területeken, például az iparban, a tudományban és az orvosi berendezésekben. Az ipari szálas lézerek fejlesztése két szakaszra osztható, amelyeket teljesítmény-kombinátorok és fényerő-átalakítók jellemeznek.
A teljesítmény kombájn az első szakaszban tartalmaz több lézerdióda szivattyú csomagok, amelynek célja, hogy hatékonyan kombinálja a multimódusú fény passzív átviteli szálak. A redundáns egy kibocsátó dióda csomagolása biztosítja a lézer nagy megbízhatóságát. A lézer optikai üregében két szálas Bragg rácstükör található, amelyek a központi egymódusú magban találhatók, amely egy nagy tisztaságú szál, különböző ritkaföldfémekkel doppingolt burkolattal.
Ez az optikai üreg a gyenge minőségű dióda fényt egymódusú lézersugárrá alakítja. Az egyik szálas Bragg rács teljes reflektorként szolgál, a másik pedig részleges reflektorként vagy kimeneti csatolóként szolgál. A többmódú burkolatban nincs más elem, amely csak dióda szivattyú fényt bocsát ki. A szálas lézer szilárdtest szerkezete immunissá teszi az olyan környezeti tényezőkre, mint a por, a nedvesség és a szabad tér levegőjének zavarai.
A teljes szivattyúzási módszer elektromos hatékonysága meghaladja az 50% -ot, és egyetlen modul egymódusú kimeneti teljesítménye körülbelül 2kW-3kW. Egyetlen modul kimenete közvetlenül vagy kombinálva több mint 100 kW nagy fényerejű teljesítményt biztosít, így ez a szálas lézer alkalmas különböző ipari alkalmazásokhoz.
Működési módszer
A szálas lézerek oszthatók folytonos hullámra (CW), kvázi folyamatos hullámra (QCW), nanoszekundumos impulzusra, ultragyors pikoszekundumos vagy femtoszekundumos impulzusra és más fényhullám módokra. A folyamatos hullámlézerek stabil teljesítményt tudnak biztosítani a névleges maximális kimeneti teljesítményen belül, és a kimeneti teljesítménynek megfelelően 50 kHz-re modulálhatók, de a moduláció nem növeli a csúcsteljesítményt. A folyamatos hullámlézereket számos területen használják. A legjelentősebbek a vágás és a fémhegesztés. Használhatók forrasztásra, 3D nyomtatásra, burkolatra és hőkezelésre is.
A 10 QCW lézer által generált hosszú impulzus 10-szeresére növelheti az impulzusenergiát és a csúcsteljesítményt, a hosszú impulzus időtartama pedig 10?s-100000?s. ['Például egy 300W átlagos teljesítményű QCW lézer csúcsteljesítménye 3kW, impulzus energiája pedig 30J. A QCW lézereket elsősorban hegesztési, fúrási és speciális vágási műveletekhez használják, mint például erősen fényvisszaverő fémek vagy más anyagok vágása.\n'] A standard QCW modellgép csúcsteljesítmény-tartománya 1kW-20kW, és az üzemeltetési költség sokkal alacsonyabb, mint más versenyképes lézertechnológiák, amelyek ugyanazt a kimenetet képesek elvégezni.
A nanoszekundumos impulzus Q-kapcsolt szálas lézer képes átlagos kimeneti teljesítménytartományt biztosítani 10W és 2kW között. Az 1ns-1000ns tartományban az impulzus időtartama rögzíthető vagy beállítható (a felhasználók választhatnak az előprogramozáshoz). A tipikus lézerimpulzus-energia 10W-300W-en belül van, ami közel áll a mikrofeldolgozáshoz használt egymódusú sugárminőséghez, körülbelül 1 mJ-ig. A modelltől függően ezek a lézerek kilohertzről megahertzre modulálhatók. A nagyobb átlagos teljesítményű impulzuslézert nagy sebességű felületkezelésre használják, és az impulzusenergia elérheti a 100 mJ-t, ami nagyobb feldolgozási területet valósíthat meg.
Az ultragyors pikoszekon és femtoszekon szálas lézerek impulzushossza 200fs-től több pikoszekonig terjed, átlagos teljesítménye 10W-200W, és különböző mikroprocesszoros alkalmazásokban használható, beleértve a fémeket és a nemfémeket.
A szálas lézer aktív lézermagja egy vagy több aktív atomdal doppingolható, hogy szabványos kimenetet állítson elő több spektrális tartományban.
Hullámhossz tartomány
Egy szálas lézer aktív lézermagjában lévő egy vagy több aktív atom doppingolása több spektrális tartományban is képes szabványos kimenetet produkálni . Például az ytterbium (Yb) atomokkal való doppingolás 1030nm és 1080nm közötti teljesítményt képes előállítani; az erbium (Er) atomokkal való doppingolás 1500nm és 1570nm közötti hullámhosszakat hozhat létre; a thulium (Tm) atomokkal való doppingolás 1900nm- 2050nm fényt képes előállítani. Ezeknek az alapvonalaknak a frekvenciája kétszerese vagy háromszorosa, és ez egy lézer, amely zöld nyalábokat (515nm-550nm) és ultraibolya nyalábokat (-355nm) bocsáthat ki.
Az ytterbium erbium alaphullám Raman elmozdulásának elérhető tartománya 1,15-re bővülµm-1,8µm. A hullámhossz további megkétszerezése lehetővé teszi, hogy a szállézer a látható fénytartományban, 515nm-635nm-en működjön. Ezenkívül a thuliummal vagy erbiummal doppingolt, folytonos hullámú szálas lézerrel pumpált hibrid szilárdtest lézer 1,9 μm és 5 μm közötti közép-infravörös kimenetet biztosít> 5 μm tartományban.
