تفاوت بین لیزر فیبر و لیزر دایود چیست؟

لیزرهای فیبرولیزرهای دایوددو نوع رایج لیزر هستند و از نظر ساختار، عملکرد و غیره با هم تفاوت دارند. هر دو فناوری لیزر از الیاف شیشه ای دوپ شده با عناصر خاکی کمیاب یا مواد نیمه هادی به عنوان رسانه افزایش برای تولید لیزرهایی با طول موج ها و قدرت های مختلف استفاده می کنند.

لیزر فیبر یک فناوری لیزر جامد است که از فیبر شیشه ای دوپ شده با عناصر خاکی کمیاب مانند اربیوم، ایتربیوم و نئودیمیم به عنوان محیط فعال استفاده می کند. پرتو این لیزر در داخل فیبر نوری تولید می‌شود و سپس از طریق فیبر انعطاف‌پذیر منتقل می‌شود و در نتیجه کیفیت و پایداری پرتو عالی را فراهم می‌کند. راندمان بالا و کیفیت پرتو عالی از مزایای اصلی لیزرهای فیبر است که باعث می شود آنها به طور گسترده در ارتباطات فیبر لیزری، ارتباطات راه دور لیزری، کشتی سازی صنعتی، خودروسازی، حکاکی لیزری، مارک لیزری، برش لیزری، غلتک های چاپ، فلز و کاربردهای غیر فلزی این به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مانند حفاری / برش / جوشکاری فلز استفاده می شود.

لیزرهای دایود دستگاه های لیزری حالت جامد هستند که بر اساس مواد نیمه هادی ساخته شده اند. اصل کار آنها عمدتاً بر عملکرد اتصال pn و تزریق جریان متکی است. در مقایسه با لیزرهای فیبر، لیزرهای دایود دارای محدوده توان خروجی کمتری هستند، اما دامنه طول موج گسترده تر آنها انعطاف پذیری بیشتری را فراهم می کند. علاوه بر این، لیزرهای دایود نیز به طور گسترده در زمینه هایی مانند ارتباطات و انتقال داده ها، چاپ و حکاکی، نمایش و نور استفاده می شود.

تفاوت بین لیزرهای فیبر و لیزر دایود
1. اصل کار
لیزرهای فیبر انرژی را از طریق فیبرهای نوری منتقل می کنند و نور لیزر را در فیبرهای نوری تولید می کنند. کیفیت خروجی لیزر آن بالا است، کیفیت پرتو خوب است، قدرت بالا است و طراحی سیستم اتلاف حرارت نسبتاً پیچیده است.
لیزرهای دیود انرژی الکتریکی را از طریق مواد نیمه هادی به انرژی نور تبدیل می کنند. طول موج خروجی آنها تک است و کیفیت پرتو ضعیف است، اما مزایای آن مقرون به صرفه بودن و استفاده آسان است.
2. ساختار
ساختار لیزر فیبر پیچیده است، از جمله فیبر، منبع نور پمپ، سیستم خنک کننده و غیره.
ساختار لیزر دایود نسبتاً ساده است، عمدتاً شامل دیود، حفره خارجی، منبع نور پمپ و غیره است.
3. عملکرد
لیزرهای فیبر دارای ویژگی های قدرت بالا، راندمان بالا و پرتوهای با کیفیت هستند. طول موج خروجی آنها طیف وسیعی را پوشش می دهد و کیفیت نقطه ای خوبی دارد. آنها برای تولید، تحقیقات علمی و سایر زمینه ها مناسب هستند.
لیزرهای دایود عمدتاً برای برخی از کاربردهای معمولی مانند ارتباطات فیبر نوری، چاپ لیزری، فتوتراپی و غیره مناسب هستند.

مقایسه ویژگی ها
الف. توان خروجی
لیزرهای فیبر به طور کلی محدوده توان خروجی وسیعی دارند که از چند صد وات تا چند کیلووات متغیر است. به عنوان مثال، لیزرهای فیبر پیوسته با توان بالا IPG می توانند توان خروجی از 1 کیلو وات تا بیش از 100 کیلووات را ارائه دهند. علاوه بر این، لیزرهای فیبر دارای محدوده طول موج عملیاتی گسترده ای هستند، می توانند تک حالت یا چند حالته را انتخاب کنند و دارای پایداری بالا و دیودهای پمپ با عمر طولانی هستند.

در مورد لیزرهای دایود، محدوده توان خروجی آنها به طور کلی کمتر است و از چند وات تا صدها وات متغیر است. این به این دلیل است که ماده کار لیزر دیود یک ماده نیمه هادی است و تعداد فوتون های تولید شده توسط انتقال سطح انرژی آن نسبتاً کم است، بنابراین توان خروجی نسبتاً کم است. با این حال، لیزرهای دایود دارای مزایای طیف گسترده ای از طول موج، اندازه کوچک و کارایی بالا هستند، بنابراین آنها هنوز هم در برخی کاربردهای خاص دارای مزایای منحصر به فردی هستند.
ب- محدوده طول موج
محدوده طول موج لیزرهای فیبر در درجه اول به محیط بهره مورد استفاده بستگی دارد. به عنوان مثال، طیف جذب فیبر دوپ شده با ایتربیوم (YDF) از 900 نانومتر تا 1000 نانومتر، با دو پیک جذب قوی در 915 نانومتر و 976 نانومتر متغیر است. بنابراین، طول موج خروجی لیزرهای فیبر دوپ شده با ایتربیوم معمولاً در ناحیه مادون قرمز نزدیک است، مانند باند 1 میکرومتر.

محدوده طول موج لیزرهای دایود نسبتا گسترده است، از نور مرئی تا نور مادون قرمز نزدیک. طول موج خاص به مواد نیمه هادی مختلف و طرح های ساختاری بستگی دارد. به عنوان مثال، لیزرهای نیمه هادی با استفاده از مواد مختلف می توانند لیزرهایی با طول موج های مختلف مانند 800 نانومتر، 940 نانومتر، 1310 نانومتر و 1480 نانومتر تولید کنند.
ج. کیفیت پرتو
لیزرهای فیبر به طور معمول دارای کیفیت پرتو بسیار بالایی هستند و می توانند پرتوهای نزدیک به پراش محدود تولید کنند. به طور خاص، پارامتر کلیدی کیفیت تیر آن BPP (محصول پارامتر پرتو) است که می تواند به طور مستقیم بر کیفیت ماشینکاری دقیق و ماشینکاری ماکرو تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، می توان از آن برای برش، جوش یا پردازش انواع مواد از جمله ورق های نازک و فلزات بازتابنده استفاده کرد. علاوه بر این، لیزرهای فیبر به دلیل چگالی توان بالا، پردازش سریع‌تر و افزایش بهره‌وری را ممکن می‌سازند.

کیفیت پرتو لیزرهای دایود به نوع خاص آن بستگی دارد. ساده ترین مورد، یک VCSEL (لیزر ساطع کننده سطح حفره عمودی) است که به طور معمول پرتویی با کیفیت پرتو بالا، واگرایی پرتو متوسط، بدون آستیگماتیسم و ​​توزیع شدت دایره ای ساطع می کند. با این حال، اگر از یک عدسی کروی ساده استفاده شود، به دلیل بیضی بودن پرتو، راندمان کوپلینگ به طور قابل توجهی کاهش می یابد. مثال دیگر، دیودهای لیزری کوچک ساطع کننده لبه هستند که در یک حالت فضایی نیز منتشر می شوند و بنابراین در اصل امکان اتصال کارآمد به فیبرهای تک حالته را نیز فراهم می کنند.
د. کارایی و مصرف انرژی
لیزرهای فیبر دارای راندمان تبدیل الکترواپتیکی عالی هستند و می توانند نسبت بیشتری از انرژی الکتریکی ورودی را به خروجی لیزر تبدیل کنند. این عمدتا به دلیل ساختار ویژه محیط افزایش آن است، یعنی فیبر دوپ شده با ایتربیوم. علاوه بر این، لیزرهای فیبر دارای کیفیت پرتو بسیار خوبی هستند و پرتوهای نزدیک به پراش محدود را تولید می‌کنند و در نتیجه دقت و قابلیت‌های پردازش بهبود یافته‌اند. چگالی توان بالای لیزرهای فیبر امکان پردازش سریع و افزایش بهره وری را فراهم می کند.

در مورد لیزرهای دایود، کارایی و مصرف انرژی آنها بسته به نوع خاص متفاوت است. به عنوان مثال، لیزرهای VCSEL (لیزرهای ساطع کننده سطح حفره عمودی) می توانند پرتوهایی با کیفیت پرتو بالا، واگرایی متوسط، بدون آستیگماتیسم و ​​توزیع شدت دایره ای ساطع کنند. با این حال، اگر از یک عدسی کروی ساده برای کوپلینگ استفاده شود، ممکن است راندمان کوپلینگ به دلیل بیضی بودن پرتو به میزان قابل توجهی کاهش یابد. مانند دیودهای لیزری کوچک ساطع کننده لبه، این دیود نیز در یک حالت فضایی تک ساطع می کند، بنابراین در اصل امکان اتصال کارآمد به فیبرهای تک حالته را نیز فراهم می کند. به طور کلی، هر دو لیزر فیبر و لیزر دایود دارای مزایا و ارزش های کاربردی منحصر به فرد خود هستند. برای نیازهای کاربردی خاص، مناسب ترین نوع لیزر باید بر اساس موقعیت خاص انتخاب شود.

کاربرد
الف. زمینه های کاربردی لیزرهای فیبر
لیزرهای فیبر در طیف گسترده ای از کاربردها، از جمله پردازش و ساخت صنعتی، صنایع پزشکی و آرایشی و همچنین تحقیقات علمی و کاربردهای نظامی استفاده می شود. در زمینه صنعتی، انواع مختلف لیزرهای فیبر کاربردهای معمولی متفاوتی دارند. به عنوان مثال، می توان از آن برای ارتباطات فیبر نوری لیزری، ارتباطات فضایی لیزری از راه دور، کشتی سازی صنعتی، خودروسازی، حکاکی لیزری، علامت گذاری لیزری، برش لیزری، غلتک های چاپ، حفاری/برش/جوشکاری فلز و غیرفلز (مانند) استفاده کرد. مانند جوشکاری مس، کوئنچ، روکش و جوش عمیق)، دفاع و امنیت نظامی، تجهیزات و تجهیزات پزشکی و زیرساخت های بزرگ مقیاس. علاوه بر این، از لیزرهای فیبر می توان به عنوان منبع پمپ برای لیزرهای دیگر نیز استفاده کرد.
ب. مناطق کاربرد لیزرهای دایود
لیزرهای دایود به عنوان لیزری که از مواد نیمه هادی به عنوان مواد کاری استفاده می کند، کاربردهای گسترده ای دارند. از نظر ارتباط و انتقال داده، می توان از آن در ساخت سیستم های ارتباطی نوری استفاده کرد و به طور مستقیم به عنوان منبع نور برای تبدیل انرژی الکتریکی به لیزر استفاده کرد. علاوه بر این، چاپ و حکاکی نیز زمینه های کاربردی مهمی هستند. لیزرهای دایود نیز عمدتاً به دلیل اندازه کوچک، راندمان بالا و عمر طولانی، به طور گسترده در زمینه های نمایش و نور استفاده می شوند.

تفاوت ها و ویژگی های لیزر فیبر و لیزر دایود
تفاوت ها و ویژگی های اصلی لیزرهای فیبر و لیزرهای دایود را می توان از نظر کیفیت پرتو لیزر، منبع نور، راندمان برش، ماژول های لیزر، نگهداری سیستم و توان خروجی مقایسه کرد.

لیزرهای فیبر از الیاف شیشه ای دوپ شده با عناصر خاکی کمیاب به عنوان رسانه افزایش استفاده می کنند، که می تواند بر اساس تقویت کننده های فیبر برای ایجاد چگالی توان بالا ایجاد شود و باعث "وارونگی عدد ذرات" سطح انرژی لیزر مواد کار لیزر شود. هنگامی که یک حلقه بازخورد مثبت به طور مناسب اضافه می شود (که حفره تشدید را تشکیل می دهد) می تواند خروجی نوسان لیزر را تشکیل دهد. بنابراین دارای قدرت متوسط ​​بالا و اثر حرارتی قوی است و به طور گسترده در برش مواد فلزی، جوشکاری، حفاری، تف جوشی و غیره در زمینه پردازش ماکرو استفاده می شود.

لیزرهای دایود دارای ویژگی های قدرت پیک بالا، اثر حرارتی کوچک و دقت پردازش بالا هستند. آنها به طور کلی در زمینه ریزماشینکاری ظریف مواد نازک، شکننده و مواد غیر فلزی استفاده می شوند. ساده ترین مورد، یک VCSEL (لیزر ساطع کننده سطح حفره عمودی) است که به طور معمول پرتویی با کیفیت پرتو بالا، واگرایی پرتو متوسط، بدون آستیگماتیسم و ​​توزیع شدت دایره ای ساطع می کند. اگر از یک عدسی کروی ساده استفاده شود، به دلیل بیضی بودن پرتو، راندمان کوپلینگ به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. علاوه بر این، لیزرهای دایود دارای مشکلاتی مانند آستیگماتیسم در خروجی هستند، به خصوص دیودهای هدایت شونده با افزایش، که با لنزهای استوانه ای ضعیف اضافی جبران می شود.

به طور کلی، انتخاب نوع فناوری لیزر به نیازها و سناریوهای کاربردی خاص 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.