Что такое волоконный лазер?

Что такое волоконный лазер?

Волоконный лазер — это тип лазера, в котором средой является оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами. Эти лазеры обычно работают на длинах волн 1030~1070 нм.

Существует два основных типа работы волоконного лазера: непрерывная волна (CW) и импульсная генерация. CW используется для таких применений, как сварка и резка из-за его высокой выходной мощности, в то время как импульсная генерация предпочтительнее для маркировки и микропроизводства из-за его более низкой выходной мощности.

Применение волоконных лазеров

Волоконные лазеры используются в различных областях для таких задач, как сварка, резка, маркировка и сплавление. Они особенно эффективны при обработке таких материалов, как алюминий, медь и латунь, с которыми сложно работать с CO2-лазерами из-за сильных отражений. Высокое качество луча делает волоконные лазеры подходящими для микрообработки, производя небольшой диаметр пятна.

Импульсные волоконные лазеры также популярны для маркировки различных материалов, включая металлы, пластики и смолы, и используются для печати деталей и печати штрих-кодов. Они предлагают различные методы маркировки, такие как глубокое сверление, черно-белая маркировка и отслоение поверхностного слоя.

Принцип работы волоконных лазеров

Волоконные лазеры состоят из резонатора, лазерной среды (оптического волокна), источника возбуждения и резонансных зеркал. Сердцевина этих лазеров представляет собой волокно с двойной оболочкой, легированное редкоземельными элементами. При возбуждении светом от лазерного диода (ЛД) свет отражается внутри оболочек, поглощается сердцевиной и вызывает излучение. Резонансные зеркала на концах волокна усиливают это излучение.

В зависимости от типа работы (непрерывный или импульсный) волоконные лазеры имеют различные структуры генератора:

• Непрерывное колебание (CW):В волоконных лазерах CW свет накачки от LD достигает резонатора через объединитель накачки, используя волоконную брэгговскую решетку вместо резонансного зеркала. Усиленный свет затем передается через выходное волокно, что исключает необходимость оптической регулировки.
• Импульсная осцилляция:Импульсные колебательные волоконные лазеры, такие как тип MOPA, используют импульсный генератор для импульса затравочного света (LD). Свет усиливается в два этапа через оптоволоконный усилитель с регулируемой шириной импульса и частотой повторения.

Различия между волоконными лазерами и лазерами CO2

Волоконные лазеры имеют преимущества перед лазерами CO2 с точки зрения энергоэффективности, обслуживания и скорости обработки. Они потребляют значительно меньше энергии, не требуют лазерного газа и имеют более простую оптическую систему. Хотя волоконные лазеры могут обрабатывать быстрее, чем лазеры CO2, они имеют ограничения при резке толстых металлов и могут иметь более высокие первоначальные затраты.

Сварка с помощью волоконных лазеров

Волоконные лазеры становятся многообещающей альтернативой лазерам CO2 при сварке металлов, предлагая более высокую световую эффективность и более низкие эксплуатационные расходы. Технологические достижения решают такие проблемы, как разбрызгивание во время сварки.

Цена волоконных лазеров

Стоимость волоконных лазеров варьируется в зависимости от спецификаций, но обычно находится в диапазоне сотен тысяч иен. Оборудование для лазерной обработки может стоить несколько миллионов иен и более, что делает общие инвестиции в сварочное оборудование существенными.