لیزرهای فیبر: 7 مزیت و تفاوت

قبل از خرید یکلیزر فیبر، باید فهمید که چه تفاوتی با سایر لیزرها دارد. ما می دانیم که یک لیزر کار به سه جزء نیاز دارد: یک منبع پمپ برای تامین انرژی، یک محیط افزایش و یک تشدید کننده نوری. برای لیزرهای فیبر، اگرچه انتخاب منبع پمپ چیزی جز دیودهای لیزر و سایر لیزرهای فیبر نیست، طراحی محیط بهره و تشدیدگر نوری اساساً متفاوت است.
 

این ساختار منحصر به فرد هفت مزیت عمده به همراه دارد:

1. متوسط ​​افزایش راندمان بالا
بر خلاف لیزرهای دیگر، لیزرهای فیبر به تقویت نور در فیبرهای نوری آغشته به یون‌های فلزی خاکی کمیاب مانند ایتربیوم (Yb3+)، نئودیمیم (Nd3+)، تولیوم (Tm3+) دست می‌یابند. پرازئودیمیم (Pr3+) یا اربیوم (Er3+). این یون‌های فعال لیزری می‌توانند بیشتر نور پمپ را جذب کنند و سپس فوتون‌هایی با فرکانس‌های خاص را از طریق انتشار تحریک‌شده ساطع کنند. ساختار ذاتا منعطف فیبر نوری در مقایسه با سایر انواع لیزرها، امکان فواصل افزایش بیشتری را فراهم می کند. این بهره نوری بالایی را فراهم می کند.

2. حلقه بازخورد هوشمند از طریق توری براگ فیبر
به جای استفاده از آینه‌های دی‌الکتریک سنتی، بازخورد نوری در لیزرهای فیبر معمولاً توسط گریتینگ‌های فیبر براگ ارائه می‌شود که مجموعه‌ای از الیاف شیشه‌ای با ضریب شکست مختلف هستند که به صورت دوره‌ای ذوب شده‌اند. این ساختارهای دوره ای می توانند پرتوهای لیزری با طول موج های خاص را منعکس کنند و در نتیجه به حفره نوری لیزر فیبر تبدیل شوند. بنابراین، برای لیزرهای فیبر، حفره نوری در واقع در داخل محیط افزایش است.

3. حفره نوری قوی
هنگام صحبت در مورد لیزرهای فیبر یک سوء تفاهم رایج وجود دارد که باید از آن اجتناب کرد و آن این است که لیزرهای فیبر مانند لیزرهای فیبر نوری نیستند. به عنوان مثال، در لیزرهای دیود کوپل شده با فیبر، فیبر نوری فقط برای اهداف انتقال پرتو استفاده می شود و اصول فیزیکی انتشار تحریک شده دخالتی ندارد. بنابراین در حالی که فیبرهای نوری با سیستم های لیزری جفت می شوند، هنوز هم تمام کیفیت های عالی لیزرهای فیبر را ندارند. حفره نوری یکپارچه منحصر به فرد از فیبر نوری سیم پیچی به عنوان واسطه بهره می برد و یک حفره نوری قوی و پایدار ایجاد می کند.

4. ساختار فشرده
یکی از مزایای اصلی لیزرهای فیبر، چیدمان فشرده آنهاست. در مقایسه با محصولات مشابه، لیزرهای فیبر ردپای بسیار کمتری برای توان خروجی معادل دارند. این به این دلیل است که فیبر نوری قابل خم شدن است و می تواند در یک فضای فشرده کویل شود. علاوه بر این، انعطاف‌پذیری فیبر نوری امکان سفارشی‌سازی بیشتر مسیر نوری را فراهم می‌کند و آزادی طراحی بیشتری را برای موقعیت‌های خاص مختلف فراهم می‌کند.

5. قدرت خروجی بالا
از آنجایی که محیط بهره در لیزرهای فیبر بسیار نازک و انعطاف پذیر است، فیبر می تواند چندین کیلومتر طول داشته باشد و امکان دستیابی به نور پمپ بسیار بالا را فراهم می کند. علاوه بر این، گرمای تولید شده توسط لیزرهای فیبر به دلیل نسبت سطح بزرگ فیبر به حجم، می تواند به طور موثری از بین برود. در نتیجه، لیزرهای فیبر می توانند به طور مداوم در سطوح کیلووات بدون نیاز به سیستم های خنک کننده پیچیده کار کنند.

6. کیفیت پرتو عالی
به طور معمول، کیفیت پرتو لیزر به شدت متمرکز شدن پرتو اشاره دارد که با ضریب M2 تعیین می شود، که در حالت ایده آل برای بالاترین کیفیت پرتو برابر با 1 است. در بین لیزرهای فیبر، فیبر تک حالته معمولاً بهترین عملکرد پرتو را دارد و به همین دلیل به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، در برش لیزری و جوشکاری، کیفیت پرتو بالا اجازه می دهد تا فواصل طولانی بین قطعه کار و جسم متمرکز شود. این پیکربندی از اپتیک در برابر زباله و دود محافظت می کند. مهمتر از همه، کوچک شدن قطر پرتو نه تنها ساخت سازه های ظریف تر را امکان پذیر می کند، بلکه امکان استفاده از اجزای نوری کوچکتر و ارزان تر را نیز فراهم می کند.

7. قابلیت اطمینان بالا
لیزرهای فیبر بسیار قابل اعتماد هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند و از آنجایی که مسیر نوری در یک روکش محافظ محصور شده است، پرتو لیزر کمتر در معرض تداخل خارجی است. بنابراین، لیزرهای فیبر به طور کلی در شرایط عملیاتی با دمای بالا و ارتعاش پایداری عالی دارند.

تفاوت لیزرهای فیبر با سایر لیزرها چیست؟
در حالی که مزایای لیزرهای فیبر بسیار زیاد است، مهم است که بدانیم چگونه آنها در مقابل رقبا قرار می گیرند. همانطور که در زیر خواهیم دید، برتری یک لیزر فیبر به تنظیمات کاربرد بستگی دارد و در برخی موارد ممکن است یک رقیب لیزر فیبر برای لیزر فیبر مناسب‌تر باشد.

لیزرهای فیبر در مقابل لیزرهای بلوک
لیزر حجیم یک لیزر حالت جامد است که از یک کریستال حجیم یا شیشه به عنوان محیط افزایش استفاده می کند. لیزرهای Nd:YAG و لیزرهای تیتانیوم یاقوت کبود دو نمونه خوب هستند. به طور کلی، لیزرهای فیبر مشخصات بهتری نسبت به لیزرهای حجیم دارند، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است:

با این حال، این بدان معنا نیست که لیزرهای حجمی برای پردازش مواد ارزشمند نیستند. برای مثال، در ناحیه طول موج 700-1000 نانومتر، هیچ لیزر فیبری نمی‌تواند جایگزین لیزر Ti:Sapphire قابل تنظیم شود. علاوه بر این، لیزرهای حجمی می‌توانند به حداکثر قدرت بالاتری دست یابند و بنابراین برای پردازش مواد مناسب‌تر هستند. علاوه بر این، سیستم های لیزر فیبر می توانند به اجزای خاص و استفاده پیچیده نیاز داشته باشند و هزینه بالاتر آنها می تواند برای اقتصاد مضر باشد.

لیزر فیبر در مقابل لیزر CO2
در حالی که هر دو لیزر برای برش مواد عالی هستند، تمرکز عملکردی آنها در واقع متفاوت است. از یک طرف، لیزرهای CO2 ابزار عالی برای برش مواد غیرفلزی مانند پلاستیک هستند. راندمان نسبتاً بالا و کیفیت پرتو خوب آنها را به پرمصرف ترین نوع لیزر در صنعت تبدیل می کند.

دستگاه برش لیزر CO2

از طرفی لیزرهای فیبر در سال های اخیر پیشرفت قابل توجهی در برش صفحات فلزی (عمدتاً فولاد ضد زنگ) داشته اند که عمدتاً به دلیل سرعت برش سریع است. با قدرت معادل، سرعت برش آنها معمولاً {{0}} برابر لیزرهای دی اکسید کربن است. بار. به طور کلی، لیزرهای فیبر برای تولید حجم هنگام برش فلزات با ضخامت 0}.25 اینچ یا کمتر ارزش دارند، اما وقتی فلزات ضخیم‌تر از 0.375 اینچ هستند، لیزرهای CO2 همچنان مزایای سرعت و کیفیت برش عالی را ارائه می‌دهند. بنابراین، بعید است که لیزرهای فیبر به طور کامل جایگزین لیزرهای CO2 در مورد برش مواد شوند.

لیزر فیبر و لیزر دایود مستقیم
لیزرهای دایود مدت هاست که به دلیل قدرت خروجی کم و کیفیت پرتو ضعیف مورد انتقاد قرار گرفته اند. با این وجود، پیشرفت های اخیر در فناوری لیزر دیود مستقیم پتانسیل آن را به عنوان یک بازیگر اصلی در پردازش مواد نشان می دهد. لیزرهای دایود مستقیم می توانند 10%-20% سریعتر از لیزرهای فیبر برش دهند. علاوه بر این، لیزرهای دیود مستقیم می توانند فلزات ضخیم تر را برش داده و به زبری سطح کوچک تری دست یابند. بهتر از همه، آنها همچنین برای پردازش مواد بسیار بازتابنده مانند مس مناسب هستند. در مقابل، لیزرهای فیبر در این زمینه کارایی محدودی دارند. با این حال، لیزرهای فیبر هنوز از نظر کیفیت پرتو و بلوغ فناوری دارای مزایای زیادی هستند. این آنها را به انتخابی عالی برای پردازش مواد ماکروسکوپی تبدیل می کند.

لیزرهای فیبر به وضوح صنعت لیزر را متحول کرده است. لیزرهای فیبر دارای چندین مزیت کلیدی نسبت به انواع دیگر لیزرها هستند و راه را برای افزایش بهره وری باز می کنند. انتخاب رسانه بهره کارآمد و حفره لیزر یکپارچه عملکرد خروجی قدرتمند و پایداری را ارائه می دهد. ردپای فشرده آن یک نقطه فروش کلیدی برای برنامه های OEM/یکپارچه است. با این حال، با در نظر گرفتن طول موج خروجی و قابلیت تنظیم محدود، برتری آنها به شدت به تنظیمات برنامه بستگی دارد.

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید، در صورت تمایل با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما کجا هستند و نیازهای ما چیست، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.