Понимание лазеров: что такое волоконный лазер?
20 декабря О волоконных лазерах
Написано в 13: 35h in Общие by TelesisВ мире лазеров лишь немногие системы, похоже, завоевали популярность среди пользователей так же быстро, как ранние волоконно-лазерные системы.
Это не удивительно. Волоконные лазеры представляют собой значительный скачок по сравнению с тем, что было возможно с более ранними технологиями, такими как первые диодные системы с накачкой, или с установленными методологиями, такими как СО2-лазер.
Но что именно волоконный лазер?
Для инженеров и ученых волоконный лазер представляет собой устройство, в котором «среда с активным усилением представляет собой оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами, такими как эрбий, иттербий, неодим, диспрозий, празеодим, тулий и гольмий».
Но для неинженеров и тех, кто не совсем научен, такое объяснение оставляет желать лучшего.
Итак, давайте объясним.
Волокно вместо газа
Традиционно газ находится в ядре лазера. Например, CO2-лазер – это лазер, в котором используется диоксид углерода, бесцветный газ с плотностью примерно на 60 процентов выше, чем у сухого воздуха. Это позволяет использовать инфракрасный луч с полосами длин волн с центром в 9.4 и 10.6 микрометров.
Этот уровень луча подходит для резки самых разных материалов. CO2-лазеры также полезны в медицинских ситуациях, таких как хирургия мягких тканей или дерматология.
В отличие от этого, волоконный лазер заменяет газ обычным оптическим волокном, изготовленным из кварцевого стекла. Это волокно затем «легируется», когда к нему добавляется чуть-чуть одного из редкоземельных элементов.
Атомы, составляющие лазерную среду, затем помещаются в это легированное редкоземельными элементами волокно. Когда фотоны испускаются, они заключены внутри этой легированной волоконной сердцевины.
Почему выбирают волоконный лазер?
Идея ограничить фотоны в легированном редкоземельным волокном волокне дает его главное преимущество перед конкурентами: стабильность.
Поскольку волоконный лазер генерирует свой луч внутри сердечника, для доставки луча не требуется сложное или чувствительное оптическое оборудование.
С другой стороны, обычный лазер использует оптическое волокно для перемещения лазерного луча или зеркала, чтобы отражать его. Любой подход работает, но оба требуют чрезвычайно точного выравнивания. Это делает обычные лазеры чувствительными к движению и ударам. И как только все выходит из строя, специалист должен все исправить.
У волоконного лазера такой чувствительности нет. Это стабильно. Волоконный лазер может справиться с ударами, ударами, вибрациями и общим диссонансом на любой сборочной линии.
Есть еще одно преимущество, заключающееся в том, что лазерный луч ограничен сердечником из легированного волокна: он удерживает луч прямым и небольшим.
Это, в свою очередь, позволяет малым и необходимость фокусировки. Как правило, в лазерах чем меньше точка, создаваемая лучом, тем эффективнее резка.
Еще одним преимуществом является то, что волоконные лазеры являются энергоэффективными.
Волоконный лазер может преобразовать почти 100 процентов входного сигнала, который он получает, в луч, тем самым ограничивая количество энергии, преобразуемой в тепловую энергию. Это означает, что волокно имеет тенденцию оставаться защищенным от теплового повреждения или разрушения.
Все это создает надежный лазер, который практически не требует обслуживания.
Телесис и волоконный лазер
Волоконные лазеры имеют долгую историю. Они были впервые изобретены Элиасом Снитцером в 1963 году. Но первые коммерческие модели появились на рынке только в конце 1980-х годов.
И Телесис был там.
Нашей первой моделью был лазер на основе иттербиевого волокна. В нем использовался подход, получивший признание в коммуникациях, но Telesis признал, что его можно адаптировать для использования в маркировочных материалах. Это было потрясающее развитие. Этот новый стиль лазерной маркировки был самой передовой технологией своей эпохи.
Его основной прорыв был связан с его устойчивым характером. Иттербиевый волоконный лазер производил время работы 20,000 часов и выше. Такая успешная технология доказала, что она до сих пор широко используется для маркировки поверхностей.
Следующим шагом для Telesis стала разработка лазерной системы Vanadate. В этой системе используется кристалл из ванадата (соединение химического элемента ванадия) с волоконно-связанными диодами.
Лазер Ванадат производит луч очень высокого качества, который может производить необычайно тонкие линии на удивительно широком диапазоне материалов.
Сегодняшние модели
Сегодня Telesis производит и продает несколько разновидностей не требующих обслуживания лазеров с иттербиевым волокном с модуляцией добротности специально для маркировки.
Наши модели электростанций называются Серия FiberЭти лазеры имеют средние уровни мощности от 10 до 100 Вт и подают мощный лазерный луч прямо на маркировочную головку с помощью гибкого оптоволоконного кабеля в металлической оболочке.
Волоконно-оптические технологии и прочная механическая конструкция делают лазеры идеально подходящими для промышленных сред, где удары, вибрация и пыль могут оказаться слишком многими другими подходами.
Конструкция волоконно-оптических маркеров серии F позволяет сделать корпус в целом очень маленьким и модульным, что облегчает его интеграцию в различные промышленные приложения. Системы лазерной маркировки серии Fiber обеспечивают лучшую в своем классе надежность MTBF-диода на 100,000 110 часов без требований к водяному охлаждению и только для однофазного питания 220/XNUMX В переменного тока.
Недавно мы выпустили совершенно новую продуктовую линейку, нацеленную на снижение затрат при одновременном повышении скорости производства для производственных клиентов.
Идея позади Импульсная волоконная лазерная маркировочная система с двумя головками Это просто: пусть один человек, использующий только один персональный компьютер, может одновременно управлять несколькими лазерами.
Тем не менее, несмотря на эту простоту, система Dual Head поддерживает качество луча, которым известны все волоконные лазеры Telesis, а также надежность работы MTBF-диода в 100,000 XNUMX часов. Система Dual Head полностью охлаждается воздухом и питается от однофазной электрической розетки.
Самое главное, что система Dual-Head позволяет легко перейти от более традиционной печати цифровых кодов к современной 2D-матричной печати, которая может кодировать большие объемы данных отслеживания.
Крупные производители видят выгоду. Система с двумя головками была развернута и протестирована на ведущих производителях, таких как Harley-Davidson® Motorcycles и Nissan® Motor Co. Ltd.
Волоконные лазеры следующего поколения
В быстро меняющемся мире технологии волоконных лазеров ни одна компания не может почивать на лаврах. Даже такая компания, как Telesis.
Наш последний прорыв только недавно вошел в производство: Лазерная система на 100 Вт.
Сообщество инженеров давно знает об исключительной мощи 100-ваттных волоконных лазеров. Но люди в C-suite давно знают, что лазерные системы с таким уровнем власть была слишком дорогой для всех, кроме немногих. Вот почему Telesis поручил нашей команде ученых и инженеров мирового уровня создать доступную версию такой системы.
Примечательно, что они сделали это.
Наш новый мощный волоконный лазер делает глубокие (0.3 миллиметра) метки за один проход! Благодаря такой скорости и глубине 100-ваттный лазер идеально подходит для таких применений, как создание меток VIN в автомобильной промышленности или идентификаторов деталей для авионики.
Производители взволнованы. Мы продали три из этих новых волоконных лазерных систем, пока они еще тестировались!
Следующий?
С прорывом 100-ваттного оптоволоконного лазера хочется сказать, что индустрия достигла своего апогея. Чего еще можно ожидать от волоконного лазера?
Мы намерены выяснить.
Наши инженеры знают, что надежная природа волоконно-лазерных машин в сочетании с точным лучом, который они производят, указывают на будущее все более быстрых и менее дорогих маркировочных устройств.
На самом деле, у них уже есть несколько сюрпризов. Так что следите за обновлениями.
В отличие от многих других производителей, Telesis производит самые разные маркировочные машины, используя самые разные технологии. Это первая статья из серии, в которой объясняются различные технологии, которые мы используем, и рассматриваются их преимущества и недостатки в любой конкретной среде.
Обсудите ваши потребности маркировки детали с экспертом сегодня // Скачать руководство по продукту Telesis
Принцип работы оптоволоконного лазера
Сверхактивное развитие современной промышленности зачастую стимулирует появление и новых технологических подходов, основанных на передовых научных разработках, направленных на расширение спектра и количества выпускаемой продукции. Удачным примером такого симбиоза требований производства с научными достижениями стала область лазерных технологий. Масса преимуществ с минимумом недостатков стали причиной повсеместного внедрения в сфере маркировки деталей, узлов и изделий оборудования, основой которого стали лазерные технологии.
В индустрии лазерной маркировки применяется широкая гамма лазерного оборудования (КАТАЛОГ), основанная на применении разных типов лазерных излучателей. Качество излучения, значительный рабочий ресурс и стабильность генерируемого светового потока обусловили самое широкое применение маркировочной аппаратуры на основе твердотельных лазеров. Промышленный маркиратор на базе твердотельного лазера изготавливается в различных форм-факторах и в зависимости от требований производства может быть как компактным для гибкого применения в условиях производственного участка, так и стационарным с дополнительным оборудованием для маркировки серийных партий.
Волоконные лазеры, активно применяющиеся во многих лазерных системах маркировки, относятся к группе твердотельных лазеров, работают с длиной волны 1,064 мкм и позволяют добиваться на выходе высокой мощности луча. Оптоковолоконный лазер генерирует энергию за счёт диодной накачки активной среды, в качестве которой выступает встроенное оптическое волокно.
Типовая схема подобного устройства состоит из трёх основных компонентов:
- Модуль накачки. В качестве источника накачки оптических волноводов применяются широкополосные светодиоды или лазерные диоды с одномодовым излучением, обеспечивающие высокую яркость и большой ресурс выработки;
- Активная среда. Состоит из активного оптоволокна и волновода накачки. Используются волоконные световоды, легированные добавками редкоземельных элементов или висмута. Плотность легирования определяется длиной изготавливаемого оптоволокна. В качестве основного материала оптоволокна выступает сверхчистый плавленый кварц, обладающий минимальными оптическими потерями. Верхний предел мощности накачки подобного легированного кварца составляет единицы киловатт, который определяется предельной мощностью излучения на единицу площади, при которой материал не разрушается;
- Оптический резонатор. Выполняет функции резонансной системы лазера и предназначен для создания положительной обратной оптической связи, за счёт которой лазерный усилитель превращается в лазерный генератор. Он фокусирует излучаемый активным веществом свет в один узкий пучок. Резонатор определяет спектр, поляризацию и направленность генерируемого излучения. Чаще всего в конструкции резонатора используют брэгговские зеркала, кольцевые резонаторы и резонаторы типа Фабри-Перо.
Области применения технологического оборудования для маркировки, оснащённые оптоволоконными лазерами, достаточно разнообразны: точная микрообработка различных материалов, нанесение графической маркировки, микрофрезеровка, нанесение надписей на приборных панелях, художественное структурирование поверхностей. Маркировочная табличка и шильдики, идентифицирующие штрих-коды, обработка тонких фольгированных материалов – всё это с легкостью подвластно аппаратуре на основе оптиковолоконных лазеров.
Устройства маркировки на базе волоконных лазерных излучателей успешно конкурируют с другими видами маркировки, как традиционными, так и на основе других типов лазеров. Они имеют невысокую стоимость, компактны, просты в эксплуатации, имеют высокую скорость работы и КПД.
Каталог продукции | Компания АЗИМУТ ФОТОНИКС является официальным дистрибьютором (прямым дилером) продукции Thorlabs в России, предлагая весь ассортимент из каталога Thorlabs по ценам в российских рублях с учетом всех налогов и НДС, оказывает полную техническую поддержку и распространяет гарантийные обязательства на все поставляемое оборудование.
| |||||
Оптоволоконный лазерный станок – Цены, характеристики
Технические характеристики
| Модель | DLCM3015-FB |
| Перемещение по оси X | 1500 мм |
| Перемещение по оси Y | 3000 мм |
| Скорость перемещений | до 60 м/мин |
| Ускорение | 8G |
| Точность позиционирования | ±0.03 мм/м |
| Точность повторения | ±0.03 мм/м |
| Общая мощность | 15 кВт |
Особенности оптоволоконных станков лазерной резки DARDI
- Классический портальный дизайн.
- Станина сварена из высокопрочной из конструкционной стали, с отжигом для устранения внутреннего напряжения. Грубая механическая обработка, вибрационное старение, полуобработка, эффективность вибрации и тонкая обработка для уменьшения деформации станка, для обеспечения его точности и гарантии того, что точность станка останется неизменной в течение длительного времени.
- Балка отлита из высокопрочного алюминиевого сплава. Механическая обработка после обработки раствором и искусственным старением обеспечивает жесткость и прочность всей детали.
- Независимые трубопроводы для вспомогательного газа азота и кислорода, которые можно переключать с помощью ЧПУ автоматически, нет необходимости ручного переключения. Дополнительный обратный клапан обеспечивает безопасное использование пропорционального клапана.
- Разгрузочная тележка выдвижного типа в нижней части станины для легкого удаления мелких деталей или отходов во время резки.
- Автоматическая система смазки позволяет устанавливать автоматический цикл смазки и продолжительность каждой смазки по мере необходимости, что обеспечивает эффективную смазку всех движущихся частей станка.
Конфигурация
| Наименование | Фирма-изготовитель |
|---|---|
| Двигатели | Yaskawa (Япония) |
| Направляющие | HIWIN (Тайвань) |
| Шестерня и рейка | YYC (Тайвань) |
| Режущая головка | Raytools (Китай) |
| Лазер | IPG/RAYCUS (Китай) |
| Чиллер | HANLI (Китай) |
| Контроллер и ПО | CYPCUT (Китай) |
| Пропорциональный клапан | SMC (Япония) |
Видео работы станка лазерной резки
Лазер. Оптические параметры
| IPG 1000W | RAYCOUS 1000W | |
|---|---|---|
| Режим работы | Непрерывный / Модулируемый | Непрерывный |
| Длина волны | 1070 нм | 1080 нм |
| Номинальная мощность | 1000 Вт | 1000 Вт |
| Макс. частота модуляции | 5 кГц | 5 кГц |
| Режим лазера | Одиночный режим | Одиночный режим |
| Устойчивость выходной мощности | ±2% | <3% |
| Рабочее напряжение | АС 400-480В, 3 фазы, 50/60Hz | АС 380В, 3 фазы, 50/60Hz |
Оптоволоконный лазерный станок с ЧПУ обладает рядом преимуществ по сравнению с альтернативными технологиями резки: малая тепловая деформация, высокая точность резки, высокое качество кромки, низкий уровень шума, отсутствие загрязнений, легкая автоматизация и пр. Самым важным преимуществом является низкая себестоимость резки.
Лазерный станок с ЧПУ и источником мощностью 1000 Вт позволяет резать различные металлы: используется для профессиональной резки всех видов тонколистовых металлов, хорошо подходит для 0,5-10 мм низкоуглеродистой стали и 0,5-5 мм нержавеющей стали, также может применяться для резки листов из алюминиевых сплавов, оцинкованных сталей, железа, титановых сплавов, меди, латуни, листов, покрытых цинком или алюминием и прочее.
Максимальная толщина резки на лазерном станке мощностью 1000 Вт
|
Мягкая сталь (O2) |
10 мм |
|
Нержавеющая сталь (N2/ O2) |
5 мм |
|
Алюминий (N2/ O2) |
4 мм |
Режущая головка
Режущая головка лазерной резки Swiss Raytools AG BT240 использует последние немецкие разработки, высокую эффективность резки, высокое качество поперечного сечения разреза и обладает следующими особенностями:
- Полностью герметичная конструкция лазерной головки позволяет предотвратить попадание пыли в оптическую часть.
- Двухточечная центрирующая регулировка лазерной головки, фокусировка кулачковой структуры, простота точного управления.
- Защитная линза устанавливается на ящик для легкой замены.
Программное обеспечение Cypcut
Система управления Cypcut производства Shanghai BaiChu (BC) electronic technology co., LTD.. широко используется в оптоволоконных станках лазерной резки для резки металлов и неметаллов.
Основные функции:
- Поддержка форматов AI, DXF, PLT, Gerber и т.д., возможность конвертации в международный формат G-код.
- Автоматическая оптимизация, включающая удаление повторяющихся линий, слияния линий, отдельных случайных точек и другой мелкой графики, сортировка и т.д. Автоматическая автоматизация может быть настроена. Любая из вышеперечисленных функций может быть выполнена вручную.
- Общая функция редактирования и набора текста, включая масштабирование, поворот, выравнивание, комбинацию, слияние и т. д.
- Поддержка разделения кривой, слияния, сглаживания кривой, слияния деталей, разрыва и т. д.
- Поддержка перфорации, постепенной перфорации, предварительной перфорации, поддержка процесса резки с отдельной настройкой мощности лазера, частоты, типа лазера, типа газа, давления воздуха.
- Функция библиотеки материалов, которая позволяет сохранить все параметры процесса, чтобы можно было использовать снова для такого же материала.
- Поддержка остановки и паузы процесса резки в любой точки с последующим продолжением процесса.
- Поддержка беспроводного пульта управления, системы дистанционного управления Ethernet.
Оптоволоконный лазерный станок: цена, условия поставки
Цена станка оптоволоконной лазерной резки металла DARDI – по запросу.
Гарантия на станок – 1 год. Гарантия не распространяется на расходные материалы и быстроизнашивающиеся части.
Услуги по шеф-монтажу и пусконаладке предоставляются БЕСПЛАТНО.
Купить оптоволоконный лазерный станок в компании ООО “КИТ-КОМПЛЕКТ” – означает:
- Приобрести проверенное высококачественное оборудование
- Получить сервисную поддержку на время гарантийного периода и после его окончания
- Получить своевременную консультационную помощь, связанную с вопросами работы и обслуживания оборудования
- Бесплатные услуги по монтажу, пусконаладке и обучению персонала.
- Приобрести оборудование с гарантией стабильной работы на протяжении многих лет при полной загрузке станка.
Оптоволоконный лазерный комплекс LYNX FL
Интуитивное управление лазерным комплексом
15” графическая сенсорная система управления на базе промышленного PC Sinumerik от LVD оснащена интерфейсом с использованием интуитивно-понятных иконок. Система обеспечивает синхронное управление по всем осям. Оператор может создавать программы раскроя с возможностью визуализации процесса, сохранять их в памяти системы управления для повторного использования или выбирать программу из базы данных, которая входит в стандартную комплектацию. Система управления лазером совместима с программным обеспечением технолога CADMAN-L.
Лазерные комплексы имеют оперативную память ЧПУ на 4 Гб и накопитель данных на 60 Гб. Для быстрой передачи данных по сети используется встроенная карта со скоростью передачи до 1 Гб/с.
Лазерный резонатор
Возможна установка резонаторов IPG photonics мощностью 2, 3 и 4 кВт. Эти резонаторы надежны, компактны, имеют долгий срок службы светодиода и не требуют обслуживания, обеспечивая стабильную мощность луча в течение тысячи часов. Высокий КПД генератора, отсутствие лазерного газа и простота доставки лазерного луча от генератора к режущей головке позволяют существенно сократить общее энергопотребление лазерного комплекса.
Режущая головка
На лазерах с резонатором мощностью 3 и 4 кВт установлена новая режущая головка Precitec «Procutter», которая оснащена быстросменным защитным стеклом и датчиками контроля температуры. Режущая головка имеет NC-управление фокусной точкой с емкостным датчиком контроля высоты, защиту от сбоя системы и систему защиты от столкновений, обеспечивая высокую скорость резки и превосходное качество.
Станина повышенной жесткости
Компактная жесткая рамная конструкция отличается простотой установки и легкостью обслуживания. Рама спроектирована с применением метода конечных элементов, что позволяет предохраняет ее от динамических нагрузок, так и от термического влияния.
Привод каретки
Серводвигатели Siemens и управление движением приводов в сочетании с системой приводом рейка/шестерня гарантируют высокую точность позиционирования и повторения.
Автоматическая чистка сопла
В зависимости от состояния сопла после определенного числа врезок режущая головка в автоматическом режиме отправляется на станцию чистки сопла. Данная операция также всегда производится перед автоматической калибровкой датчика положения режущей головки.
Автоматическое определение листа
Комплексы серии LYNX оснащены системой автоматического определения положения листа на рабочем столе, что позволяет автоматически корректировать перемещения головки, обеспечивая высокую точность резки листа.
Оптоволоконный лазерный станок для резки металла
Длина волны лазера:1070 nm
Защитная кабина рабочего стола: Качество луча (расхождение):＜0.373 mrad
Максимальная нагрузка на плиту:1000 кг
Масляный бак:Автоматического наполнения
Определение расположения, точность:< 0.03 mm
Параметры электропитания:AC 380 V / 3Phase / 50 Hz
Рабочая среда лазера:Волоконная
Система автоматической погрузки и разгрузки заготовок: Система двойного назначения (резка труб): Система смены двух столов: Скорость движения без нагрузки:до 80 m/min
Скорость реза:≤ 30 m/min (Зависит от материала и толщины)
Скорость ускорения:0.8 G
Степень защиты:IP54
Тип лазера:Оптоволоконный лазер
Точность повторного позиционирования:≤ ± 0.03 mm/m
Точность позиционирования:≤ ± 0.03 mm/m
Гарантийный срок:12 мес
Оптоволоконный лазерный станок для раскроя труб TOR 0206 AUTO с Автозагрузкой NEW
Назначение
Предлагаемый комплекс предназначен для скоростного и экономичного лазерного раскроя труб с помощью высокоэффективного мощного промышленного иттербиевого волоконного лазера.
Особенности комплекса
При изготовлении комплекса используются высококачественные комплектующие ведущих мировых производителей компонентов автоматизации (Германии, Японии, Тайваня).
Конструкция стола выполнена в виде прочного сварного каркаса, что обеспечивает жесткость и долговечность конструкции. Стол оборудован выдвижными поддонами и системой вытяжной вентиляции дымоудаления, который подключается к системе вытяжной вентиляции. Дополнительно возможна поставка рекуперационных систем очистки воздуха.
Кинематическая схема координатного стола выполнена в виде жесткой портальной конструкции на основе высококачественных готовых линейных модулей перемещения. Механические приводы отличает максимальная жесткость и нагрузочная способность благодаря увеличенным размерам профиля с оптимизированным поперечным сечением.
Для перемещения осей комплекса используются компактные, высокоточные и динамичные сервопривода фирмы Yaskawa (Япония), с цифровым импульсным управлением. Фирма Yaskawa является признанным лидером в производстве сервоприводов и серводвигателей во всем мире. Применение продукции Yaskawa позволяет при той же стоимости существенно поднять точностные и скоростные характеристики механотроники комплекса.
Для подачи технологического газа в зону обработки (воздух, кислород или азот) используется 3-х канальная система, построенная из высоконадежных пневматических компонентов (Германия).
Основные преимущества установки лазерной резки серии AUTO с Автозагрузкой
Установки лазерной резки TOR 0206 AUTO с Автозагрузкой на базе координатной системы и волоконного лазера – недорогое, высокопроизводительное и эффективное решение для малого и среднего бизнеса.
Основные опции:
- Волоконный лазер: IPG (Россия)/ Raycus (Китай)
- Чиллер: HANLI;
- Лазерная режущая голова: Raytools (Швейцария) с автофокусом
- Серводвигатель:Yaskawa (Япония) 1,8квт
- Контрольная программа CypCut (язык интерфейса Русский, Английский)
- Направляющие: HIWIN (Taiwan)
- Зубчатая рейка: YYC (Taiwan)
- Трансмиссия Apex (Taiwan)
- Редуктор MOTOVARIOS
- Стабилизатор
- Компьютер
- Вытяжной вентилятор
- Стойка управления уникальная разработка для лёгкой эксплуатации.
- Автоматическая система смазки
- Пропорциональный клапан SMC
- Гарантия – 24 месяца
- Максимальный вес обрабатываемой трубы – 150 кг
- Рабочее поле: 6000*220мм
- Масса станка 8000 кг
Дополнительно:
- Режущая головка Precitec (Германия) – LightCutter с автофокус;
- 3D Лазерная Голова для 4 или 5 осей
- Криогенные газификаторы и крио цилиндр DPL450-196-2,3
- Воздушный компрессор, осушитель воздуха и воздушный резервуар. Мощность: 22 кВт, рабочее давление: 3,0 МПа 30Бар CATAIR (Китай).
- Фильтр очистки воздуха максимальная производительность – 11000 м2 / ч. Puhua (Китай).
Конкурентные преимущества:
- Функциональное программное обеспечение
- Простое и удобное ЧПУ
- Монтаж и пуско-наладка, обучение – входит в стоимость станка
- Управление с одного рабочего места и из одной программы
- Удобный графический интерфейс
- Интуитивно понятное и простое ПО
- Библиотека материалов
- Журнал мастера
Почему выбирают нас:
- Наличие большого склада комплектующих и опционального оборудования: гарантия оперативности в решении всех технических вопросов
- Проверка, юстировка и настройка станков перед отправкой клиентам – позволяет свести к минимуму брак.
- Устанавливаем «свежие» источники лазерного излучения с датой производства не старше 3-х месяцев до даты сборки с реальной мощностью (другие производители могут использовать восстановленные лазеры или «выбраковку» – это, к сожалению, реальность
- Работаем напрямую от фабрики и используем оригинальные комплектующие
- Предоставление подменного станка на период проведения гарантийного ремонта (для стандартных моделей, в случае отсутствия необходимых деталей на складе поставщика)
CO2 по сравнению с волоконным лазером – какой выбрать?
Если вы хотите маркировать металл, то вам нужно купить волоконный лазер. Если вы хотите маркировать такие органические материалы, как текстиль, дерево или картон, лазер CO2 – лучший выбор.
Если ваша область применения – лазерная резка металлов, вам, скорее всего, понадобится мощный волоконный лазер непрерывного действия. Для других материалов, таких как пластик и резина, это может быть одно или другое.
Основное различие, определяющее тип материалов, которые может обрабатывать каждый лазер, – это длина волны.Волоконный лазер обычно имеет длину волны 1060 нм, в то время как CO2-лазеры имеют длину волны в диапазоне 10 600 нм. В общем, волоконные лазеры имеют много преимуществ перед лазерами CO2.
Расскажите о своем приложении
Волоконные лазеры
Волоконный лазер лучше всего подходит для высококонтрастной маркировки, такой как отжиг металла, травление и гравировка. Они имеют чрезвычайно малый фокусный диаметр (в результате интенсивность до 100 раз выше, чем у системы CO2), что делает их идеальным выбором для постоянной маркировки серийных номеров, штрих-кодов и матрицы данных на металлах.Волоконные лазеры широко используются для отслеживания продукции (прямая маркировка деталей) и идентификации.
Большой плюс – волоконные лазеры не требуют технического обслуживания и имеют длительный срок службы (у наших лазеров минимум 100 000 часов работы). Они также меньше, чем СО2-лазеры. Кроме того, из-за высокого электрического КПД волоконных лазеров они потребляют значительно меньше энергии, чем СО2-лазеры, что приводит к огромной экономии средств для резки.
Волоконные лазерытакже пользуются растущим спросом в области промышленной очистки, такой как удаление ржавчины, краски, оксидов и других загрязнений.
Стоимость волоконной лазерной системы будет сильно варьироваться в зависимости от ваших приложений. Системы промышленных волоконных лазеров для требовательных условий окружающей среды, как мы, обычно начинаются от 40 000 долларов США и могут доходить до 1 000 000 долларов США за мощные станки для лазерной резки. Мощность, обычно варьирующаяся от 20 Вт до 6000 Вт, будет иметь наибольшее влияние на цену.
CO2-лазеры
Маркировка лазеромCO2 идеально подходит для широкого спектра неметаллических материалов, включая пластмассы, текстиль, стекло, акрил, дерево и даже камень.Они используются в фармацевтической и пищевой упаковке, а также для маркировки труб из ПВХ, строительных материалов, устройств мобильной связи, электроприборов, интегральных схем и электронных компонентов.
Если вам нужно резать более толстые материалы, лучше всего использовать CO2-лазеры. CO2-лазеры обеспечивают более быстрое время начальной прожигки, более быструю резку по прямой линии и более гладкую поверхность при резке материалов толщиной более 5 мм.
К сожалению, CO2-лазеры потребляют значительно больше энергии, чем волоконные лазеры, что приводит к более высокой стоимости эксплуатации.Например, мощный CO2-лазер и охладитель будут потреблять около 70 кВт при работе на максимальной мощности. Волоконный лазер с такой же мощностью потребляет около 18 кВт.
Стоимость СО2-лазеров обычно ниже, чем у волоконных лазеров. Цена на системы маркировки лазером CO2 обычно колеблется от 35 000 до 80 000 долларов. Опять же, мощность (обычно от 20 до 150 Вт) будет влиять на стоимость.
Заключение
Несмотря на то, что у каждого лазера есть свои сильные стороны и различные варианты использования, CO2 – это более старая технология, и волоконные лазеры быстро завоевывают рынок по мере развития технологий.Благодаря преимуществам в скорости, почти половине эксплуатационных расходов и в три-четыре раза большей пропускной способности, чем у CO2-лазеров, финансовая выгода, которую можно получить от использования волоконных лазеров, может изменить правила игры.
Расскажите о своем приложении
ВОЛОКОННЫЕ ЛАЗЕРЫ: Волоконные лазеры: современный уровень техники
Волоконный лазер представляет собой разновидность стандартного твердотельного лазера, в котором в качестве среды используется оболочка из волокна, а не стержень, пластина или диск. Лазерный свет излучается легирующей примесью в центральной сердцевине волокна, и структура сердцевины может варьироваться от простой до довольно сложной.Ключевым фактором для волоконных лазеров является то, что волокно имеет большое отношение поверхности к объему, поэтому тепло может относительно легко рассеиваться.
Волоконные лазеры имеют оптическую накачку, чаще всего с помощью лазерных диодов, но в некоторых случаях с другими волоконными лазерами. Оптика, используемая в этих системах, обычно представляет собой волоконно-оптические компоненты, при этом большинство или все компоненты связаны друг с другом оптоволоконным соединением. В некоторых случаях используется объемная оптика, а иногда внутренняя оптоволоконная система комбинируется с внешней объемной оптикой.
Источник диодной накачки может быть одним диодом, матрицей или несколькими отдельными диодами накачки, каждый из которых имеет оптоволокно, входящее в ответвитель. Легированное волокно имеет зеркало резонатора на каждом конце; на практике это волоконная решетка Брэгга, которую можно изготавливать внутри волокна. На конце нет объемной оптики, если только выходной луч не попадает во что-то другое, кроме волокна. Волокно можно свернуть в бухту, поэтому при желании длина резонатора лазера может составлять много метров.
Двухжильная структура
Структура волокна, используемого в волоконных лазерах, имеет большое значение.Наиболее распространенная геометрия – это двухъядерная структура (см. Рис. 1). Нелегированная внешняя сердцевина (иногда называемая внутренней оболочкой) собирает свет накачки и направляет его вдоль волокна. Вынужденное излучение, генерируемое в волокне, проходит через внутреннюю сердцевину, которая часто является одномодовой. Внутреннее ядро содержит легирующую добавку (иттербий или эрбий), которая стимулируется излучением света накачки. Существует множество некруглых вариаций формы внешнего ядра; Эти формы, в том числе гексагональная, D-образная и прямоугольная, уменьшают вероятность того, что свет накачки не попадет в центральный сердечник.
Волоконный лазер может иметь торцевую или боковую накачку (см. Рис. 2). При торцевой накачке свет одного или нескольких лазеров накачки попадает в конец волокна. При боковой накачке свет накачки направляется в сторону волокна; фактически, он подается в ответвитель, который соединяет его с внешним сердечником. Это отличается от боковой накачки лазерного стержня, когда свет проходит перпендикулярно оси. РИСУНОК 2. Волоконный лазер может иметь торцевую накачку с помощью одного или нескольких лазеров или боковую накачку (обычно с несколькими лазерами). -муфта накачки света во внешнюю жилу.
При выполнении этой работы необходимо учитывать множество конструктивных соображений. Значительное внимание уделяется подключению света накачки к сердцевине, согласованию его с оптическим поглощением и передаче этого света накачки во внутреннюю сердцевину для создания инверсии населенности, которая приведет к вынужденному излучению во внутренней сердцевине. Сердечник лазера может иметь различную степень усиления в зависимости от легирования волокна, а также от его длины. Это факторы, которые инженер-проектировщик скорректирует, чтобы получить необходимую производительность.
Могут возникнуть ограничения по мощности, особенно при работе с одномодовым волокном. Такая сердцевина волокна имеет очень маленькую площадь поперечного сечения и, как следствие, свет очень высокой интенсивности, проходящий через нее. Нелинейное рассеяние Бриллюэна становится все более важным при таких высоких интенсивностях и может ограничивать выход на многокиловаттных уровнях. Если выходная мощность достаточно высока, конец волокна может быть оптически поврежден.
Характеристики волоконных лазеров
Использование волокна в качестве лазерной среды дает большую длину взаимодействия, которая хорошо подходит для диодной накачки.Такая геометрия обеспечивает высокую эффективность преобразования фотонов, а также прочную и компактную конструкцию. Когда волоконно-оптические компоненты сращиваются вместе, нет дискретной оптики, которую можно было бы регулировать или расшатывать.
Конструкция волоконного лазера легко адаптируется. Его можно приспособить для чего угодно – от сварки тяжелых листов металла до генерации фемтосекундных импульсов. Существует множество вариаций на тему волоконного лазера, а также некоторые конфигурации, которые, строго говоря, не относятся к волоконным лазерам.Волоконные усилители обеспечивают однопроходное усиление; они используются в телекоммуникациях, поскольку могут одновременно усиливать волны многих длин. Волоконное усиление также используется в конфигурации усилителя мощности задающего генератора (MOPA), где целью является создание более высокой выходной мощности волоконного лазера. В некоторых случаях усилитель используется даже с лазером непрерывного действия (CW).
Другой пример – источники спонтанного излучения с волоконным усилением, в которых стимулированное излучение подавлено.Еще одним примером является волоконный рамановский лазер, в котором используется комбинационное усиление, которое по существу приводит к рамановскому сдвигу длины волны. Это приложение не очень широко используется, хотя, безусловно, используется в исследовательских целях. Фактически, в настоящее время ведутся некоторые новые исследования по использованию волоконных световодов из фтористого стекла для генерации комбинационного рассеяния и усиления, а не стандартных волокон из кварцевого стекла.
Однако в качестве основы волокна обычно используется кварцевое стекло с примесью редкоземельных элементов в сердцевине. Первичные легирующие примеси – иттербий и эрбий.Иттербий имеет центральную длину волны в диапазоне примерно от 1030 до 1080 нм и может излучать в более широком диапазоне длин волн при нажатии. Использование диодов накачки, излучающих в диапазоне 940 нм, может уменьшить дефицит фотонов. Иттербий не имеет эффектов самогашения, которые возникают в неодиме при высоких плотностях, поэтому неодим используется в объемных лазерах, а иттербий – в волоконных лазерах (они оба обеспечивают примерно одинаковую длину волны).
Эрбиевые волоконные лазеры излучают на длине волны от 1530 до 1620 нм, что является безопасным для глаз диапазоном длин волн.Его можно удвоить по частоте, чтобы генерировать свет на длине волны 780 нм – длину волны, недоступную для волоконных лазеров другими способами. И, наконец, иттербий может быть добавлен к эрбию, чтобы иттербий поглощал свет накачки и передавал эту энергию эрбию. Тулий – еще одна легирующая добавка, которая излучает еще глубже в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR; 1750–2100 нм) и, таким образом, является еще одним безопасным для глаз материалом.
Высокая эффективность
Волоконные лазеры представляют собой квазитрехуровневые системы. Фотон накачки возбуждает переход из основного состояния на верхний уровень; лазерный переход представляет собой падение с самой нижней части верхнего уровня вниз в некоторые из расщепленных основных состояний.Это очень эффективно: например, иттербий с фотоном накачки на длине волны 940 нм производит излучаемый фотон на длине волны 1030 нм – квантовый дефект (потеря энергии) составляет всего около 9% (см. Таблицу).
Напротив, неодим, накачиваемый стандартной линией накачки 808 нм, имеет квантовый дефект около 24%. Таким образом, иттербий имеет более высокую эффективность, хотя не вся эта эффективность может быть реализована из-за потери некоторых фотонов. Иттербий можно накачивать в нескольких диапазонах. Эрбий можно накачивать на длине волны 1480 или 980 нм; последний не так эффективен с точки зрения фотонных дефектов, но даже в этом случае полезен, потому что на длине волны 980 нм доступны лучшие источники накачки.
Общая эффективность волоконного лазера является результатом двухэтапного процесса. Во-первых, это эффективность диода накачки. Полупроводниковые лазеры очень эффективны, их электрическая и оптическая эффективность составляет порядка 50%. Лабораторные результаты еще лучше: 70% или даже больше энергии электрического насоса преобразуется в свет. Когда этот выходной сигнал тщательно согласован с линией поглощения волоконного лазера, результатом является эффективность накачки.
Вторая – это эффективность оптического преобразования.При небольшом фотонном дефекте может быть достигнута высокая эффективность возбуждения и вывода, обеспечивающая эффективность оптического преобразования порядка 60–70%. В результате эффективность розетки составляет от 25% до 35%.
Конфигурации для многих целей
Непрерывные волоконные лазеры могут быть как одномодовыми, так и многомодовыми (с точки зрения поперечных мод). Одномодовый режим генерирует высококачественный луч для материалов, обрабатывающих или отправляющих луч через атмосферу, в то время как многомодовые промышленные лазеры могут генерировать более высокую исходную мощность.Если приложение не требует чрезвычайно высокой интенсивности, возникающей в результате одномодового режима, более высокая общая мощность в многомодовом режиме часто является преимуществом – например, для некоторых видов резки и сварки и, в частности, для термообработки, где требуется большая площадь. горит.
Волоконные лазеры с длинными импульсами – это, по сути, квазинепрерывные лазеры, обычно генерирующие импульсы миллисекундного типа. Обычно они имеют рабочий цикл 10% (в результате диодной модуляции накачки). Это приводит к более высоким пиковым мощностям, чем при работе в непрерывном режиме, обычно в десять раз выше.Это может быть преимуществом для некоторых видов обработки материалов, таких как импульсное сверление. Частота повторения может составлять до 500 Гц, в зависимости от длительности импульса.
Q -коммутация возможна в волоконных лазерах, принцип такой же, как и для объемных Q -ключаемых лазеров. Типичная длительность импульса составляет от малой наносекунды до микросекундного диапазона; чем длиннее волокно, тем больше времени требуется для переключения выхода Q , что дает более длинный импульс.
Свойства волокна накладывают некоторые ограничения на переключение Q .В волоконном лазере нелинейности более серьезны из-за малой площади поперечного сечения сердечника, поэтому пиковая мощность должна быть в некоторой степени ограничена. Можно использовать либо массивные переключатели Q , обеспечивающие более высокую производительность, либо волоконный переключатель Q , который присоединяется к концам активной части волоконного лазера.
Импульсы с переключением Q могут усиливаться в волокне или в большом количестве. Пример последнего находится в Национальном центре зажигания (NIF; Ливермор, Калифорния), где волоконный лазер является задающим генератором для 192 лучей лазера NIF: небольшие импульсы от волоконного лазера усиливаются до размера мегаджоулей в большие плиты из легированного стекла.
В волоконных лазерах с синхронизацией мод частота повторения зависит от длины материала усиления, как и в любой схеме синхронизации мод, а длительность импульса зависит от ширины полосы усиления. Наиболее короткие достижимые импульсы генератора находятся в диапазоне 50 фс, с более типичной длительностью в диапазоне 100 фс. Более короткие импульсы могут генерироваться в системах генератор-усилитель с внешним усилением чирпированных импульсов и последующей компрессией импульсов.
Между волокнами, легированными эрбием и иттербием, существует важное различие, связанное с тем, что они работают в разных режимах дисперсии.Волокна, легированные эрбием, излучают на длине волны 1550 нм, что находится в области аномальной дисперсии; это позволяет создавать солитоны. Волокна, легированные иттербием, относятся к области положительной или нормальной дисперсии; в результате они генерируют сильно чирпированные импульсы. В результате может потребоваться волоконная брэгговская решетка с чирпированным волокном, чтобы расшифровать импульсы для уменьшения длительности импульса.
Есть несколько способов модифицировать импульсы волоконного лазера, особенно для таких вещей, как сверхбыстрые пикосекундные исследования. Фотонно-кристаллические волокна могут быть изготовлены с очень маленькими сердцевинами для создания сильных нелинейных эффектов для таких приложений, как генерация суперконтинуума.Напротив, фотонные кристаллы также могут быть изготовлены с очень большими одномодовыми сердечниками, чтобы избежать нелинейных эффектов при большой мощности.
Изгибаемые фотонно-кристаллические световоды с большой сердцевиной создаются для мощных приложений; Один из рассматриваемых приемов – намеренное изгибание такого волокна настолько, чтобы любые нежелательные моды более высокого порядка ушли, оставив только фундаментальную поперечную моду. Нелинейность позволяет генерировать гармоники; смешивание сумм и разностей частот может создавать более высокие частоты и более короткие длины волн.Нелинейные эффекты также могут вызывать сжатие импульсов, что ведет к созданию частотных гребенок.
В источнике суперконтинуума очень короткие импульсы создают широкий непрерывный спектр за счет фазовой самомодуляции. В одном примере начальные импульсы длительностью 6 пс на длине волны 1050 нм (от иттербиевого волоконного лазера) создают спектр в диапазоне от ультрафиолета до более 1600 нм с некоторой неравномерностью по всему спектру (см. Рис. 3). Другой источник суперконтинуума, работающий в ИК-диапазоне, накачивается эрбиевым волоконным лазером на длине волны 1550 нм.В этом случае спектр источника суперконтинуума изменяется в зависимости от длительности импульса. Эта конструкция обеспечивает диапазон более октавы, превышающий 2200 нм. РИСУНОК 3. Волоконный суперконтинуум создает широкополосный спектральный выход из узкополосных импульсов с помощью нелинейных оптических эффектов (a; любезно предоставлено Fianium). Выходы суперконтинуума в ваттном диапазоне достижимы. Спектральный выход ИК-волокна с суперконтинуумом можно изменять, изменяя ширину импульса (b; любезно предоставлено Toptica).
Волоконные лазеры большой мощности
Промышленный рынок в настоящее время является крупнейшим рынком для волоконных лазеров; большая часть работы сейчас сосредоточена на уровне мощности киловаттного класса.Особенно интересно их использование в автомобилестроении. Автомобильная промышленность переходит на использование высокопрочной стали, чтобы производить автомобили, отвечающие требованиям к долговечности, но относительно легкие для лучшей экономии топлива; проблема в том, как резать высокопрочную сталь. И здесь они обращаются к волоконным лазерам. Например, обычным станкам очень сложно пробивать отверстия в такой стали; однако волоконные лазеры (а также лазеры других типов) могут легко прорезать эти отверстия.
Волоконные лазеры имеют некоторые преимущества перед другими лазерами для обработки материалов.Например, длина волны волоконных лазеров в ближнем ИК-диапазоне хорошо поглощается металлами. Луч также может доставляться по оптоволокну, что позволяет роботу легко перемещать фокус луча для резки и сверления.
Волоконные лазеры могут удовлетворить экстремальные требования к мощности. Система лазерного оружия ВМС США (LaWS), испытанная в прошлом году Командованием морской системы ВМС США, имеет шесть волоконных лазеров, каждый из которых излучает 5,5 кВт, которые некогерентно объединены в один луч и запускаются через директор луча (см. Рис. 4).Система мощностью 33 кВт использовалась для сбивания беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Хотя луч не был одномодовым, система представляет интерес, потому что она может быть сконструирована из стандартных и легко доступных компонентов. РИСУНОК 4. Система лазерного оружия ВМС США (LaWS) содержит шесть отдельных волоконных лазеров с некогерентными лучами. объединены в одну выходную мощность 33 кВт (любезно предоставлено ВМС США)
Наивысшая доступная одномодовая мощность волоконного лазера составляет 10 кВт от IPG Photonics.В системе задающий генератор вырабатывает киловатт оптической мощности, которая подается в каскад усилителя, накачиваемый на длине волны 1018 нм светом других волоконных лазеров. Вся лазерная система размером с два холодильника.
Максимальная мощность многомодового излучения 50 кВт, также разработанная IPG Photonics. В системе используется некогерентная комбинация лучей, поэтому это не сверхвысококачественный луч (произведение параметров луча 10, M 2 из 33). Этот лазер был доставлен по стране и работал на 50 киловатт в пяти штатах.Такая долговечность делает волоконные лазеры привлекательными для промышленности.
Существуют и другие применения волоконных лазеров в мощной резке и сварке, например, для замены контактной сварки быстрорежущей листовой стали, решения проблемы деформации материала, вызванной контактной сваркой. Управление мощностью и другие элементы управления с обратной связью позволяют волоконным лазерам срезать очень точную кривую, особенно при прохождении углов.
Сверление бетона
Для резки и сверления бетона использовался многомодовый волоконный лазер мощностью 4 кВт.Зачем резать бетон лазером? Когда инженеры пытаются сделать существующие здания сейсмостойкими, они хотят быть очень осторожными с бетоном. Однако им нужно закладывать в него такие вещи, как арматура, чтобы укрепить его, чтобы он не рассыпался в случае землетрясения. Обычное ударное сверление может растрескать и ослабить бетон, но волоконный лазер режет его без разрушения.
Волоконные лазеры с переключением Q используются, например, в импульсной обработке материалов, такой как лазерная маркировка или рабочая полупроводниковая электроника.Они также используются для лидаров; зеленый модуль размером с ладонь содержит безопасный для глаз эрбиевый волоконный лазер с пиковой мощностью 4 кВт, частотой повторения 50 кГц и длительностью импульса от 5 до 15 нс.
Есть большой интерес к меньшим волоконным лазерам для микро- и наноразмерной обработки. Для поверхностной абляции, если длительность импульса будет меньше примерно 35 пс, тогда не будет разбрызгивания материала, будет только абляция, что устранит образование пропилов и других нежелательных артефактов на разрезаемом металле.Снижает импульс в фемтосекундном режиме и производит нелинейные эффекты, которые нечувствительны к длине волны и не нагревают окружающую область, позволяя материалу работать без повреждения или ослабления окружающей области. Кроме того, можно вырезать отверстия с высоким соотношением сторон – например, быстро (в течение нескольких миллисекунд) просверливать небольшие отверстия в нержавеющей стали толщиной 1 мм с использованием импульсов 800 фс с частотой повторения 1 МГц.
Также можно обрабатывать поверхность прозрачных материалов, например, человеческого глаза.Чтобы разрезать лоскуты для операции LASIK, фемтосекундные импульсы жестко фокусируются линзой с высокой числовой апертурой на точку под поверхностью глаза, вызывая не повреждение поверхности, а разрушение материала глаза на контролируемой глубине. Поверхность роговицы, гладкая поверхность которой важна для зрения, остается невредимой. Лоскут, отделенный снизу, затем можно подтянуть для формирования абляционной линзы эксимерного лазера. Другие медицинские применения пикосекундных и фемтосекундных волоконных лазеров включают в себя хирургию поверхностного проникновения в дерматологии и использование в некоторых видах оптической когерентной томографии (ОКТ).
Научные применения фемтосекундных волоконных лазеров включают спектроскопию лазерного пробоя, флуоресцентную спектроскопию с временным разрешением и общие исследования материалов. Волоконные лазеры используются для создания фемтосекундных частотных гребенок, ценных в метрологии, а также в общих исследованиях. Одним из реалистичных приложений в ближайшем будущем для легко генерируемых частотных гребенок будут атомные часы для спутников GPS будущего поколения, что приведет к гораздо более точному разрешению местоположения на земле – благо не только для того, чтобы точно знать, где вы находитесь на улице, но и для автоматизированных такое оборудование, как тракторы-роботы, которым необходимо знать, что они обрабатывают почву между рядами кукурузы, а не на них, на основе измерений GPS.
Одночастотный волоконный лазер доступен с шириной линии менее 1 кГц (см. Рис. 5). Это впечатляюще компактное устройство с оптической мощностью от 10 мВт до 1 Вт в диапазоне эрбиевого волокна. Он используется в коммуникациях, метрологии (например, в волоконных гироскопах) и спектроскопии. Одночастотный волоконный лазер имеет ширину линии менее 1 кГц (любезно предоставлено PolarOnyx)
Что будет дальше
Что касается других исследовательских приложений , многое еще предстоит изучить.Например, одна вещь, разрабатываемая в основном для военных работ, но с потенциальными другими приложениями, – это объединение лучей волоконного лазера для получения высококачественного одиночного луча либо посредством когерентной, либо спектральной комбинации. Результатом будет более высокая мощность в пучке с одной поперечной модой.Что мы видим как тенденции? Мы наблюдаем очень быстрый рост рынка волоконных лазеров, особенно в автомобильной сфере. Мы также наблюдаем замену неволоконных лазеров волоконными.Помимо общих улучшений в стоимости и производительности, появляются все более практичные источники фемтосекунд и суперконтинуум. Волоконные лазеры выходят за рамки конкретных ниш, которые они уже нашли, в другие ниши; в результате они также являются движущей силой в усовершенствовании других типов лазеров.
непрерывных волоконных лазеров высокой мощности, 1 – 100+ кВт
IPG High Power CW Fiber Lasers покрывает диапазон выходной мощности от 1 кВт до более 100 кВт и отличается широким диапазоном рабочих длин волн, одномодовыми и многомодовыми опциями, высокой стабильностью и чрезвычайно длительным сроком службы диодов накачки.Эти лазеры имеют водяное охлаждение и могут поставляться со встроенным или автономным чиллером. Лазеры доступны с широким спектром концевых муфт, коллимационной оптики и обрабатывающих головок. IPG производит мощные непрерывные иттербиевые лазеры в диапазоне от 1 до> 100 кВт и эрбиевые, тулиевые и рамановские волоконные лазеры в диапазоне от 1 до 5 кВт. Другими непрерывными лазерами, работающими в диапазоне мощности> 1 кВт, являются диодные лазеры и волоконно-оптические усилители непрерывного действия . |
Характеристики волоконных лазеров большой мощности
| Одномодовые до 20 кВт | Динамический диапазон от 10 до 100% |
| Многорежимный до 500 кВт | Дополнительный навесной чиллер |
| Отлично BPP | Работа без обслуживания |
| Постоянное BPP во всем диапазоне мощности | Модульная конструкция «Plug & Play» |
| Малый фокус на большом рабочем расстоянии | Компактный, прочный и простой в установке |
| Рекордный КПД до 50% | Варианты встроенного соединителя, распределителя луча или переключателя |
Волоконные лазеры высокой мощности обладают уникальной комбинацией свойств, которые позволяют им превосходить как обычные нелазерные, так и конкурирующие лазерные технологии как по качеству, так и по стоимости.
Уникальное сочетание преимуществ
Волоконные лазеры заняли лидирующие позиции в промышленных лазерных приложениях с высокой средней мощностью и несколькими кВт. Волоконные лазеры высокой мощности обладают уникальной комбинацией свойств, которые позволяют им превосходить традиционные нелазерные и конкурирующие лазерные технологии как по качеству, так и по стоимости:
- по своей природе более высокая яркость (высокая мощность и маленький размер пятна)
- превосходная надежность / горячее резервирование
- эффективность подключения к розетке выше, чем у систем с прямыми диодами высокой яркости
- модульность и масштабируемость, обеспечивающие простоту обслуживания и низкое время простоя
- волоконно-оптический кабель с широким выбором диаметров сердцевины выходного волокна, оптимизированных для применения
- компактная прочная конструкция
- простота интеграции со сканерами и оптическими головками
- наличие переключателей луча, соединителей и распределителей, обеспечивающих уникальную универсальность.
Уникальное сочетание передовых технологий
Волоконные лазеры большой мощности созданы из активных оптических волокон и полупроводниковых диодов, что является слиянием двух самых инновационных и передовых лазерных технологий. В волоконных лазерах используются полупроводниковые диоды с одним эмиттером как лучший источник света для накачки активных волокон. Излучаемый лазерный луч содержится в оптических волокнах и доставляется по гибкому армированному кабелю. Активные волокна представляют собой специальные оптические волокна, легированные ионами редкоземельных элементов, они обеспечивают чрезвычайно яркий свет от очень маленького сердечника, таким образом сочетая выходную мощность в несколько киловатт с превосходным качеством луча.IPG использует уникальный набор запатентованных технологий для создания луча высочайшего качества, самых надежных и наиболее энергоэффективных лазеров киловаттного класса, доступных сегодня на рынке.
Характеристики расходимости волоконных лазеров IPG намного превосходят другие лазеры.
Волоконные лазеры обладают превосходной расходимостью и яркостью
Характеристики расходимости волоконных лазеров IPG большой мощности намного превосходят другие лазеры высокой мощности.Эта функция позволяет использовать линзы для обработки с длинным фокусным расстоянием для значительного увеличения глубины резкости, меньшего повреждения оптических компонентов и делает их идеальными для удаленных сварочных работ.
Один лазер можно использовать для сварки, сверления и точной резки как с высокой, так и с малой мощностью.
Гибкость: применение как высокой, так и малой мощности с помощью одного и того же лазера
Наши волоконные лазеры киловаттного класса с низкими модами имеют мощность от 1 до> 100 кВт, работая в непрерывном или модулированном режимах с частотой до 5 кГц.Динамический рабочий диапазон этих устройств составляет от 10% до полной мощности без изменения расходимости или профиля пучка во всем диапазоне. Это позволяет использовать один лазер для сварки, сверления и высокоточной резки как с высокой, так и с малой мощностью. Это ранее неслыханная возможность.
Наивысшая эффективность использования дюбелей
Среди всех типов лазеров волоконный лазер IPG является наиболее эффективным сумматором мощности и преобразователем яркости.Волоконные лазеры киловаттного класса с низкомодовой модой IPG YLS обычно работают с КПД более 40%. Серия YLS-ECO Лазеры обеспечивают лучшую в отрасли эффективность подключения к розетке до 50%, превышающую WPE для прямых диодных лазерных систем класса кВт. Воспользуйтесь калькулятором для оценки эксплуатационных затрат на электроэнергию различных лазеров в течение 1, 3 и 5 лет. В зависимости от использования лазера и стоимости электроэнергии экономия за счет перехода на волоконный лазер IPG может быть сопоставима с ценой самого лазера в течение всего срока службы лазера.
Волоконные лазеры модульные, с возможностью горячего резервирования
ЛазерыIPG YLS являются модульными, с выходом нескольких волоконных лазерных модулей, каждый из которых генерирует несколько сотен ватт выходной мощности, объединенных в одно выходное волокно. В маловероятном случае отказа модуля оставшиеся модули автоматически компенсируют потерю, поддерживая выходную мощность, позволяя продолжить производство. Затем сообщение об ошибке предупредит пользователя о конкретной проблеме, требующей обслуживания.Лазер может работать без перебоев благодаря резервированию количества модулей, встроенных в систему, а также резервированию диодной накачки, встроенной в каждый отдельный модуль. Горячее резервирование количества диодов накачки также позволяет им работать при пониженном токе, увеличивая срок их службы и общий срок службы лазера.
Наивысшая надежность
Уникальное сочетание технологийIPG приводит к созданию высоконадежной лазерной системы, которая превосходит любую традиционную лазерную технологию, включая дисковые, стержневые или CO 2 лазеры.Наши компактные и прочные волоконные лазеры имеют самый продолжительный срок службы диодов, требуют минимального обслуживания и имеют наименьшее время простоя. Наша гарантия на высокомощный лазер – лучшая на рынке.
Лазеры IPG предлагаются в различных стилях и размерах шкафов с множеством опций, включая чиллеры и полный набор вариантов доставки луча:
Волоконные лазеры просты в транспортировке, интеграции и эксплуатации
- Волоконные лазеры передают энергию через интегрированное гибкое оптическое волокно.
- Волоконные лазеры имеют монолитную, полностью твердотельную конструкцию «волокно-волокно», которая не требует зеркал или юстировки оптики.
- Волоконные лазеры обычно меньше и легче традиционных лазеров, что позволяет экономить ценную площадь.
- В то время как обычные лазеры хрупки из-за точной юстировки зеркал, волоконные лазеры более прочные и могут работать в различных рабочих условиях. Волоконные лазеры можно поднимать кранами и перемещать на колесах.Для них не требуются виброизолированные полы или обширные термостабилизированные помещения и ограждения.
RP Photonics Encyclopedia – волоконные лазеры, волоконные, редкоземельные, легированные, высокой мощности, эрбий, неодим, иттербий, тулий
Энциклопедия> буква F> волоконные лазеры
можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:
Найдите более подробную информацию о поставщиках в конце этой статьи энциклопедии или посетите наш
Вас еще нет в списке? Получите свою запись!
Анализ и проектирование волоконных лазеров
Программное обеспечение RP Fiber Power можно использовать для анализа и оптимизации волоконных лазеров.
Определение: лазеры с легированным волокном в качестве усиливающей среды или (иногда) просто лазеры, в которых большая часть лазерного резонатора состоит из волокон
Более общий термин: твердотельные лазеры
Немецкий: Faserlaser
Категории: лазеры, волоконная оптика и волноводы
Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу
Автор: Д-р Рюдигер Пашотта
(британское написание: волоконные лазеры)
Волоконные лазеры обычно подразумевают лазеры с оптическими волокнами в качестве усиливающих сред, хотя некоторые лазеры с полупроводниковой усиливающей средой (полупроводниковый оптический усилитель) и волоконным резонатором также называются волоконными лазерами (или полупроводниковыми волоконными лазерами ).Кроме того, устройства, содержащие какой-либо лазер (например, лазерные диоды с оптоволоконным соединением) и волоконный усилитель, часто называют волоконными лазерами (или волоконными лазерными системами).
В большинстве случаев усиливающая среда представляет собой волокно, легированное редкоземельными ионами, такими как эрбий (Er 3+ ), неодим (Nd 3+ ), иттербий (Yb 3+ ), тулий (Tm 3 + ) или празеодима (Pr 3+ ), а для накачки используются один или несколько волоконных лазерных диодов. Таким образом, большинство волоконных лазеров – это лазеров с диодной накачкой .Хотя волоконные лазеры с усиливающей средой аналогичны твердотельным объемным лазерам, волноводный эффект и малая эффективная площадь моды обычно приводят к существенно различным свойствам лазеров. Например, они часто работают с гораздо более высоким коэффициентом усиления лазера и потерями в резонаторе. См. Также статью о волоконных лазерах и объемных лазерах.
Резонаторы для волоконных лазеров
Чтобы сформировать лазерный резонатор с волокнами, нужно либо какой-то отражатель (зеркало) для создания линейного резонатора, либо построить волоконный кольцевой лазер.В резонаторах линейных волоконных лазеров используются различные типы зеркал:
Рисунок 1: Простой фемтосекундный лазер, легированный эрбием, в котором френелевское отражение от конца волокна используется для связи по выходу.- В простых лабораторных установках обычные диэлектрические зеркала могут быть прикреплены встык к перпендикулярно сколотым концам волокна, как показано на рисунке 5. Однако этот подход не очень практичен для массового производства и не очень прочен.
- Френелевского отражения от оголенного торца волокна часто бывает достаточно для выходного элемента связи волоконного лазера.На рисунке 1 показан пример.
- Также возможно нанесение диэлектрических покрытий непосредственно на торцы волокна, обычно с помощью какого-либо метода испарения. Такие покрытия можно использовать для реализации коэффициентов отражения в широком диапазоне.
- Для коммерческих продуктов обычно используют волоконную решетку Брэгга, изготовленную либо непосредственно в легированном волокне, либо в нелегированном волокне, которое сращивается с активным волокном. На рисунке 2 показан лазер с распределенным брэгговским отражателем (DBR-лазер) с двумя волоконными решетками, но есть также лазеры с распределенной обратной связью с одной решеткой в легированном волокне со сдвигом фазы посередине.
- Лучшая мощность передачи достигается за счет коллимирования света, выходящего из волокна, с помощью линзы и отражения его обратно с помощью диэлектрического зеркала (рис. 3). При этом интенсивность на зеркале значительно снижается из-за гораздо большей площади луча. Однако небольшое рассогласование может вызвать значительные потери на отражение, а дополнительное отражение Френеля на конце волокна может вызвать эффекты фильтрации и т.п.Последние эффекты можно подавить, используя концы волокна со сколом под углом, что, однако, приводит к поляризационно-зависимым потерям.
Накачка большинства волоконных лазеров осуществляется с помощью одного или нескольких диодных лазеров с волоконной связью. Свет накачки может быть введен непосредственно в сердечник или с высокой мощностью в большую оболочку накачки (→ волокна с двойной оболочкой ), как более подробно обсуждается ниже.
Существует много различных типов волоконных лазеров, некоторые из которых обсуждаются ниже.
Фигура 5: Настройка простого волоконного лазера. Свет накачки подается с левой стороны через дихроичное зеркало в сердцевину легированного волокна. Сгенерированный лазерный свет выводится с правой стороны.Волоконные лазеры большой мощности
В то время как первые волоконные лазеры могли обеспечивать выходную мощность всего в несколько милливатт, теперь существуют мощные волоконные лазеры с выходной мощностью в сотни ватт, а иногда даже в несколько киловатт на одно волокно. Этот потенциал возникает из-за высокого отношения поверхности к объему (предотвращение чрезмерного нагрева) и направляющего эффекта, который позволяет избежать термооптических проблем даже в условиях значительного нагрева.
В настоящее время широко используются мощные волоконные лазеры, например в лазерной обработке материалов. Примерами процессов являются лазерная сварка и лазерная резка, например на металлах, но также и со многими другими промышленными материалами. Во многих приложениях используется волоконный лазер с непрерывным режимом работы; ограничения относительно генерации импульсов, например с модуляцией добротности существенны, так что объемные лазеры достигают явно лучших характеристик в таких областях.
Подробнее см. Статью о мощных волоконных лазерах и усилителях.
Волоконные лазеры с повышающим преобразованием
Рисунок 6: Схема уровней ионов тулия (Tm 3+ ) в волокне ZBLAN, показывающая, как возбуждение лазером с длиной волны 1140 нм может приводить к синей флуоресценции и лазерному излучению.Концепция волоконного лазера наиболее подходит для реализации лазеров с повышающим преобразованием, поскольку им часто приходится работать на относительно «сложных» лазерных переходах, требующих высокой интенсивности накачки. В волоконном лазере такую высокую интенсивность накачки можно легко поддерживать на большой длине, так что достигаемая эффективность усиления часто позволяет легко работать даже на переходах с низким усилением.
В большинстве случаев кварцевое стекло не подходит для волоконных лазеров с повышающим преобразованием, поскольку схема преобразования с повышением частоты требует относительно больших времен жизни промежуточных электронных уровней, а такие времена жизни часто очень малы в кварцевых волокнах из-за относительно большой энергии фононов кварцевого стекла (→ многофононные переходы ). Поэтому в основном используются волокна из фторидов тяжелых металлов, такие как ZBLAN (фторцирконат) с низкой энергией фононов.
Вероятно, самые популярные волоконные лазеры с повышающим преобразованием основаны на легированных тулием волокнах для генерации синего света (Рисунок 6), лазерах, легированных празеодимом (возможно, с допированием иттербием) для красного, оранжевого, зеленого или синего излучения, и зеленых лазерах, легированных эрбием. .
Подробнее см. Статью о лазерах с повышающим преобразованием.
Волоконные лазеры с узкой шириной линии
Волоконные лазерымогут быть сконструированы для работы на одной продольной моде (→ одночастотных лазеров , одномодовых режимов ) с очень узкой шириной линии в несколько килогерц или даже ниже 1 кГц. Для достижения долгосрочной стабильной одночастотной работы без чрезмерных требований, касающихся температурной стабильности, обычно необходимо, чтобы резонатор лазера был относительно коротким (например,грамм. порядка 5 см), даже несмотря на то, что более длинный резонатор в принципе позволил бы получить еще более низкий фазовый шум и, соответственно, меньшую ширину линии. На концах волокна установлены волоконные брэгговские решетки с узкой полосой пропускания (→ лазеры с распределенным брэгговским отражателем , волоконные лазеры DBR ), выбирая режим одиночного резонатора. Типичная выходная мощность составляет от нескольких милливатт до нескольких десятков милливатт, хотя также были продемонстрированы одночастотные волоконные лазеры с выходной мощностью примерно до 1 Вт.
Крайним вариантом является лазер с распределенной обратной связью (DFB-лазер), в котором весь резонатор лазера заключен в волоконную решетку Брэгга с фазовым сдвигом посередине. Здесь резонатор довольно короткий, что может снизить выходную мощность и ширину линии, но одночастотная работа очень стабильна.
Конечно, возможно дальнейшее усиление до гораздо более высоких уровней мощности в волоконном усилителе.
Волоконные лазеры с модуляцией добротности
Фигура 7: Простой волоконный лазер с модуляцией добротности.Схема выглядит точно так же, как и у лазера с синхронизацией мод, как показано выше (рис. 2), но параметры SESAM другие.С помощью различных методов активной или пассивной модуляции добротности волоконные лазеры могут использоваться для генерации импульсов с длительностью, как правило, от десятков до сотен наносекунд (см., Например, рис. 7). Энергия импульса, достигаемая с волокнами с большой площадью моды, может составлять несколько миллиджоулей, в крайних случаях – десятки миллиджоулей, и существенно ограничивается энергией насыщения (даже для волокон с большой площадью моды) и порогом повреждения (последний, особенно для более коротких импульсов). .Полностью волоконно-оптические схемы (не содержащие оптики в свободном пространстве) весьма ограничены с точки зрения достижимой энергии импульса, поскольку они обычно не могут быть реализованы с использованием волоконно-оптических кабелей с большой площадью моды и эффективных Q-переключателей.
Из-за высокого усиления лазера детали модуляции добротности волоконного лазера часто качественно отличаются от таковых для объемного лазера и являются более сложными. Часто получается временная подструктура с множеством резких всплесков, и есть возможность генерировать импульсы с модуляцией добротности с длительностью значительно меньше (обычно большого) времени обхода резонатора.
Волоконные лазеры с синхронизацией мод
Более сложные резонаторы используются, в частности, для волоконных лазеров с синхронизацией мод ( сверхбыстрых волоконных лазеров ), генерирующих пикосекундные или фемтосекундные импульсы. Здесь резонатор лазера может содержать активный модулятор или какой-нибудь насыщающийся поглотитель. Искусственный насыщающийся поглотитель может быть сконструирован с использованием эффекта нелинейного вращения поляризации или нелинейного волоконного петлевого зеркала. Используется, например, нелинейное петлевое зеркало. в «лазере в форме восьмерки», как показано на рисунке 8, где есть основной резонатор с левой стороны и нелинейная волоконная петля, которая усиливает, формирует и стабилизирует циркулирующий ультракороткий импульс.В частности, для синхронизации гармонических мод могут использоваться дополнительные средства, такие как субрезонаторы, действующие как оптические фильтры.
Дополнительные сведения о сверхбыстрых волоконных лазерах см. В статье о волоконных лазерах с синхронизацией мод.
Фигура 8: Лазерная установка в форме восьмерки, как более подробно объясняется в статье о волоконных лазерах с синхронизацией мод.Рамановские волоконные лазеры
Особым типом волоконных лазеров являются волоконные рамановские лазеры, в которых используется комбинационное усиление, связанное с нелинейностью волокна. В таких лазерах обычно используются относительно длинные волокна, иногда с повышенной нелинейностью, и типичная мощность накачки порядка 1 Вт.С несколькими вложенными парами волоконных брэгговских решеток преобразование комбинационного рассеяния может быть выполнено в несколько этапов, перекрывая сотни нанометров между длиной волны накачки и выходной длиной волны. Рамановские волоконные лазеры могут, например, накачиваться в области 1 мкм и генерировать свет 1,4 мкм, необходимый для накачки усилителей на волокне, легированном эрбием 1,5 мкм.
Волоконные лазеры с полупроводниковыми оптическими усилителями
В некоторых лазерах используется полупроводниковый оптический усилитель (ПОУ) в качестве усиливающей среды в резонаторе из волокон.Несмотря на то, что фактический лазерный процесс не происходит в волокне, такие волокна иногда называют волоконными лазерами. Обычно они излучают относительно небольшую оптическую мощность в несколько милливатт или даже меньше. Иногда они используют совершенно разные свойства полупроводниковой усиливающей среды по сравнению с волокном, легированным редкоземельными элементами, в частности, гораздо меньшую энергию насыщения и время жизни верхнего состояния. Такие лазеры могут использоваться не только для генерации когерентного света, но и для обработки информации в волоконно-оптических системах связи – например, для преобразования длины волны каналов данных на основе эффектов перекрестного насыщения.
Особые свойства волокон в качестве носителей с усилением лазерного излучения
- Поскольку волокна могут быть свернуты в спираль, а свет, распространяющийся по волокнам, хорошо защищен от окружающей среды (например, от пыли), волоконные лазеры могут иметь компактную и прочную конструкцию, при условии, что весь лазерный резонатор состоит только из волоконных компонентов ( все -fiber setup ), такие как оптоволоконные решетки Брэгга и оптоволоконные соединители (т. е. исключение оптики в свободном пространстве и любых требований к юстировке).
- Волоконно-усиливающая среда имеет большую полосу усиления из-за сильно уширенных лазерных переходов в стеклах, что позволяет настраивать широкий диапазон длин волн и / или генерировать ультракороткие импульсы.Кроме того, волоконные лазеры имеют широкие спектральные области с хорошим поглощением накачки, что делает точную длину волны накачки некритичной, так что температурная стабилизация диодов накачки обычно не требуется.
- Качество луча с ограничением по дифракции легко достигается при использовании одномодовых волокон, а иногда и при использовании слегка многомодовых волокон.
- Благодаря высокому коэффициенту усиления легированных волокон, волоконные лазеры могут работать с очень малой мощностью накачки. Кроме того, можно получить очень высокий КПД по мощности.
- В последние годы была убедительно продемонстрирована возможность очень высоких выходных мощностей (несколько киловатт для волокон с двойной оболочкой) (см. Выше).
- Опять же, благодаря направляющей, которая позволяет применять высокие интенсивности накачки на больших длинах, волоконные лазеры могут работать даже на очень «сложных» лазерных переходах (например, в лазерах с повышающим преобразованием).
С другой стороны, волоконные лазеры могут иметь различные проблемы:
- Когда свет накачки должен быть запущен из свободного пространства в одномодовый сердечник, юстировка критична.Эту проблему можно устранить, используя оптоволоконные диоды накачки.
- Большинство волокон демонстрируют сложную эволюцию поляризации в зависимости от температуры, если только не используются поддерживающие поляризацию волокна или вращатели Фарадея. Однако такие меры обычно несовместимы с синхронизацией мод вращения нелинейной поляризации.
- Нелинейные эффекты часто ограничивают производительность, например с точки зрения мощности, достижимой в одночастотном режиме, или качества импульса лазеров с синхронизацией мод.Например, часто видны боковые полосы Келли, тогда как объемные лазеры с синхронизацией мод редко демонстрируют этот эффект.
- При высоких мощностях существует риск повреждения волокна даже ниже фактического порога повреждения материала (→ плавкий предохранитель волокна ).
- Волокна имеют ограниченное усиление и поглощение накачки на единицу длины, что затрудняет создание очень коротких резонаторов, например для одночастотных лазеров или для лазеров с синхронизацией мод на несколько гигагерц. Однако в последнее время в этом направлении был достигнут значительный прогресс благодаря разработке очень легированных волокон, обычно изготавливаемых из фосфатных стекол.
Также обратите внимание, что волоконные лазеры во многих случаях значительно труднее сконструировать, чем объемные лазеры. Это происходит по самым разным причинам, включая сильные эффекты насыщения, вызванные высокой оптической интенсивностью, квазитрехуровневым поведением почти всех переходов волоконного лазера и сложными механизмами формирования импульсов в волоконных лазерах с синхронизацией мод. В результате проект по разработке лазера может оказаться более дорогостоящим.
В статье о волоконных лазерах и объемных лазерах сравниваются сильные и слабые стороны волоконных и объемных лазеров.См. Также статью о масштабировании мощности лазеров, содержащую мысли о мощных оптоволоконных устройствах.
Волоконное лазерное моделирование
Многие технические аспекты волоконных лазеров значительно сложнее, чем объемных лазеров. Причин тому множество:
- Волоконные лазеры обычно работают с более высоким коэффициентом усиления и более высокими потерями в резонаторе.
- Оптическая интенсивность волоконных лазеров часто намного превышает интенсивность насыщения, что приводит к сильным эффектам насыщения (даже для волн накачки).
- Большинство активных волокон имеют квазитрехуровневую систему усиления, и их рабочие характеристики сложнее, чем у четырехуровневых лазеров.
- Волоконные лазерные системы часто бывают более сложными, например, в них используются архитектуры усилителя мощности с задающим генератором.
По этим причинам детали работы волоконного лазера (или волоконной лазерной системы) часто невозможно понять только на основе простых аналитических расчетов. Поэтому для расчета возможных характеристик лазера, анализа вредных воздействий и оптимизации конструкции прототипов и изделий требуется численное моделирование, выполняемое с помощью какого-либо программного обеспечения для моделирования волокон.Такое моделирование может затрагивать множество различных технических аспектов:
- Моделирование скоростного уравнения можно использовать для расчета поведения отдельных лазерно-активных ионов или комбинаций ионов, включающих процессы передачи энергии.
- Решатель мод, то есть калькулятор мод волокна, может производить входные данные для дальнейших вычислений – в частности, профили интенсивности мод.
- В некоторых ситуациях представляет интерес численное распространение луча. Например, это часто имеет место для многомодовых волокон, включая оболочки накачки волокон с двойной оболочкой.
- Для расчета установившегося состояния лазеров и усилителей требуются усовершенствованные алгоритмы с самосогласованным решением для оптических интенсивностей и плотностей возбуждения лазерно-активных ионов по всему волокну. (Обратите внимание, что оптическая интенсивность и плотность возбуждения взаимно влияют друг на друга.)
- Динамические модели используются, например, для расчета усиления импульсов и модуляции добротности.
- Распространение сверхкоротких импульсов в волокнах можно также численно моделировать под влиянием таких эффектов, как усиление лазера, ограниченная ширина полосы усиления, хроматическая дисперсия, различные нелинейности и т. Д.
В качестве примера удивительных характеристик даже простых волоконных лазеров на рисунке 9 показаны оптические мощности и плотности возбуждения вдоль волокна одномодового волоконного лазера, легированного Yb. Волоконная брэгговская решетка с пиковым коэффициентом отражения 25% на длине волны 1030 нм на правой стороне служит выходным элементом связи, тогда как решетка Брэгга с высокой степенью отражения используется на левой стороне. Свет накачки (975 нм) проходит через эту решетку. Почти линейное (а не экспоненциальное) спад мощности накачки на левой стороне является результатом сильного насыщения накачки.Волокно слишком длинное, что приводит к небольшому повторному поглощению сигнала на правой стороне. Эта реабсорбция поддерживает значительное возбуждение иттербия, несмотря на исчезающую мощность накачки, но вызывает лишь незначительное снижение выходной мощности сигнала. Потери через ASE (здесь не показаны) также незначительны.
Фигура 9: Оптические мощности и плотности возбуждения вдоль волокна одномодового волоконного лазера, легированного Yb, с накачкой сердцевиной на длине волны 975 нм. Обратите внимание, что мощность внутрирезонаторного сигнала может быть выше, чем мощность накачки; только часть этой мощности может быть разделена.Моделирование было выполнено с помощью программного обеспечения RP Fiber Power .На рис. 10 показано то же самое для модифицированной решетки выходного ответвителя, так что генерация происходит на длине волны 1080 нм. Меньшие сечения излучения при 1080 нм приводят к более высокой степени возбуждения Yb и, следовательно, к более слабому поглощению накачки. Это демонстрирует, что требуемая длина волокна зависит не только от характеристик поглощения на длине волны накачки, но и от деталей сигнала, таких как длина волны сигнала и потери в резонаторе.
Фигура 10: То же, что на рисунке 9, но для волоконной брэгговской решетки для генерации на длине волны 1080 нм.Если в последнем случае длину волокна уменьшить до 0,7 м, можно ожидать умеренного снижения выходной мощности из-за неполного поглощения накачки. Однако моделирование (здесь не показано) показывает, что генерация полностью прекратится, и 94% мощности накачки уйдет из световода с правой стороны. Плотности возбуждения Yb около 50% по всему волокну недостаточно для достижения лазерного порога.Однако при уменьшенной длине волны накачки 940 нм генерация снова станет возможной – несмотря на уменьшенное сечение поглощения накачки, поскольку эффекты насыщения накачки будут слабее.
Поставщики
Справочник покупателя RP Photonics содержит 116 поставщиков волоконных лазеров. Среди них:
TOPTICA Photonics
Ключом к успешной интеграции сверхбыстрых технологий являются надежные и экономичные системы с простым нажатием кнопки. TOPTICA предлагает несколько продуктов, отвечающих этим требованиям: сверхбыстрые волоконные лазеры на основе эрбия (Er) и иттербия (Yb), такие как серии FemtoFiber smart, FemtoFiber pro, FemtoFiber ultra и FemtoFiber dichro.Все эти системы основаны на технологии TOPTICA FemtoFiber.
Фемто-волоконные лазеры TOPTICA обеспечивают надежные фемтосекундные / пикосекундные импульсы на основе волокон, сохраняющих поляризацию, и синхронизации мод SAM. Различные модели (1560/780 нм, настраиваемый выход VIS / NIR, суперконтинуум IR / NIR, короткие импульсы) охватывают широкий спектр приложений, например нелинейная микроскопия, двухфотонная полимеризация, ТГц во временной области и аттонаука.
Lumibird
Lumibird производит широкий спектр усовершенствованных и специально разработанных оптоволоконных усилителей и волоконных лазеров.Высокая выходная мощность достигается за счет использования световодов с двойной оболочкой, накачиваемых широкополосными диодами. Используются несколько разновидностей насосных технологий, каждая из которых оптимизирована для конкретных приложений. Lumibird также разрабатывает ключевые компоненты для создания уникальных и инновационных источников света.
EKSPLA
FemtoLux 3 – это современный фемтосекундный волоконный лазер, предназначенный как для использования в исследованиях и разработках, так и для промышленной интеграции. Настраиваемая длительность импульса в диапазоне от 300 фс до 5 пс, регулируемая частота следования импульсов до 5 МГц и регулируемая энергия импульса до 3 мкДж позволяют оптимизировать параметры лазера для желаемого применения.К ним относятся маркировка и объемное структурирование прозрачных материалов, фотополимеризация, биологическая визуализация, нелинейная микроскопия и многие другие. Для дальнейшего расширения области применения этот лазер может быть оснащен модулем второй гармоники.
При включенном пакетном режиме FemtoLux 3 может генерировать пакеты импульсов с энергией выше 10 мкДж с мгновенным контролем формы пакета, что может значительно повысить эффективность некоторых процессов.
Имея жесткую, компактную лазерную головку с пассивным воздушным охлаждением и возможность управления лазером с беспроводного планшета, FemtoLux 3 может быть интегрирован с различным оборудованием, будь то лазерное оборудование для микрообработки материалов, микроскопия или любые другие исследования. оборудование.
NKT Photonics
Одночастотные волоконные лазеры Koheras с узкой шириной линии являются сверхмалошумящими источниками с продольной одномодовой и одночастотной работой. В основе лазеров лежит конструкция DFB, обеспечивающая прочную и надежную работу, и они поставляются в виде полностью интегрированных систем для промышленных и научных приложений. Koheras предлагает беспрецедентно низкий уровень фазового и интенсивного шума на длинах волн Yb, Er и Tm. Он обладает очень высокой стабильностью и одночастотным выходом без скачков режима, даже при воздействии изменяющихся условий окружающей среды.Вы также можете получить решения с ограничением дробового шума для приложений, требующих очень низкого уровня шума.
MPB Communications
Линия волоконных лазеров MPBC выросла из высоконадежных волоконных рамановских лазеров для телекоммуникаций, которые уже более 25 лет используются в телекоммуникационных волоконно-оптических системах. Исключительные характеристики достигаются на основе полностью оптоволоконной архитектуры, которая опирается на методы проектирования телекоммуникационных сетей MPBC. Конструкция полностью волоконного лазера исключает необходимость юстировки, поскольку не используются объемные компоненты.Он обеспечивает беспрецедентную стабильность длины волны и выходной мощности, а также обеспечивает линейно поляризованный выход с ограничением дифракции.
Линейка волоконных лазеров MPBC включает в себя непрерывные лазеры видимого и ближнего инфракрасного диапазона, импульсные волоконные лазеры (с фемто-, пико- и наносекундной длительностью импульса) и мощные одночастотные волоконные лазеры.
RPMC-лазеры
Волоконные лазеры по своей природе чрезвычайно стабильны, надежны, предлагают хорошее качество луча и могут иметь модуляцию добротности или синхронизацию мод для получения высокой пиковой мощности, высокой энергии и узкой ширины линии.Лазеры RPMC предлагают широкий спектр волоконных лазеров, включая фемтосекундные, пикосекундные, наносекундные и непрерывные версии. Эти предложения включают в себя лазерные комплекты и модули OEM. Длины волн наших волоконных лазеров составляют от 515 до 1950 нм.
VALO Innovations
Уникальный сверхбыстрый волоконный лазер с полностью пассивным охлаждением Aalto идеально подходит для многофотонных приложений, таких как двухфотонная микроскопия. Длительность импульса менее 50 фс приводит к увеличению отношения сигнал / шум, а также к лучшему разрешению и глубине сканирования по сравнению с более длинными импульсами.Система содержит модуль предварительной компенсации дисперсии, обеспечивающий наименьшую длительность импульса на вашем образце.
Сверхбыстрый волоконный лазер Tidal – это мощная версия Aalto. Уровень мощности> 3 Вт и импульсы длительностью <50 фс приводят к значениям пиковой мощности выше 2 МВт. Система лучше всего подходит для многофотонных приложений, таких как двухфотонная микроскопия или высокоточная обработка микро- и наноматериалов. Встроенный модуль предварительной компенсации дисперсии обеспечивает самую короткую длительность импульса на вашем образце.
AdValue Photonics
AdValue Photonics производит различные виды волоконных лазеров, излучающих в диапазоне длин волн около 1 мкм, 1,5 мкм и 2 мкм. Доступны непрерывные и импульсные устройства (с длительностью импульса в наносекундном, пикосекундном или фемтосекундном режиме), частично с высокой пиковой мощностью, высокой энергией импульса, высоким качеством луча и возможностями узкой ширины линии.
FYLA LASER
В FYLA мы разрабатываем сверхбыстрые волоконные лазеры с длительностью импульса в диапазоне наносекунды, пикосекунды и фемтосекунды.Наши лазеры используются во многих областях, от микроскопии (двухфотонная микроскопия, SHG, SPIM, OCT) до определения характеристик полупроводников, обеспечивая более высокий уровень надежности, более длительный срок службы и экономичное решение.
Menlo Systems
Фемтосекундные волоконные лазеры Menlo Systems, основанные на запатентованной лазерной технологии Menlo figure 9®, уникальны с точки зрения удобства использования и надежности. Мы предлагаем решения для научных исследований, а также лазерные модели, разработанные для интеграции с OEM.От самых коротких импульсов до максимальной средней мощности, превышающей 10 Вт, и энергии импульса, превышающей 10 мкДж, у нас есть решение для ваших приложений, начиная от фундаментальных исследований и заканчивая промышленными приложениями в спектроскопии, контроле качества и обработке материалов.
Вопросы и комментарии пользователей
Здесь вы можете оставлять вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о приеме на основании определенных критериев.По сути, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.
Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы скоро удалили его (См. Также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личный отзыв или консультацию от автора, пожалуйста, свяжитесь с ним, например по электронной почте.
Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти данные.) Поскольку ваши материалы сначала рассматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.
Библиография
| [1] | Э. Снитцер, «Предлагаемые оптоволоконные резонаторы для оптических мазеров», J. Appl. Phys. 32 (1), 36 (1961), DOI: 10.1063 / 1.1735955 |
| [2] | Э. Снитцер, «Оптическое мазерное действие в Nd 3+ в бариевом стекле с короной», Phys. Rev. Lett. 7 (12), 444 (1961), DOI: 10.1103 / PhysRevLett.7.444 |
| [3] | C.J. Koester и E. Snitzer, “Усиление в волоконном лазере”, Appl. Опт. 3 (10), 1182 (1964), DOI: 10.1364 / AO.3.001182 |
| [4] | CA Burrus и J. Stone, «Nd 3+ , легированный SiO 2 лазера в конце геометрия волокна с накачкой », Прил. Phys. Lett. 23 (7), 388 (1973), DOI: 10.1063 / 1.1654929 |
| [5] | Дж. Стоун и К.А. Буррус, «Волоконные лазеры с неодимом: работа в непрерывном режиме при комнатной температуре с инжекционной лазерной накачкой», Appl. .Опт. 13 (6), 1256 (1974), DOI: 10.1364 / AO.13.001256 |
| [6] | RJMears, L. Reekie, SB Poole и DN Payne, «Одномодовые волоконно-оптические лазеры на диоксиде кремния, легированном неодимом. ”, Электрон. Lett. 21 (17), 738 (1985), DOI: 10,1049 / el: 19850521 |
| [7] | L. Reekie et al. , «Волоконный лазер на Nd 3+ с диодной накачкой, работающий на длине волны 938 нм», Электрон. Lett. 23, 884 (1987), DOI: 10.1049 / el: 19870625 |
| [8] | W.L. Barnes et al. , «Лазеры на легированных волокнах Er 3+ -Yb 3+ и Er 3+ », IEEE J. Lightwave Technol. 7 (10), 1461 (1989), DOI: 10,1109 / 50,39081 |
| [9] | D. C. Hanna et al. , «Непрерывный волоконный лазер мощностью 1 Вт, легированный тулием, работающий на длине волны 2 мкм», Опт. Commun. 80, 52 (1990), DOI: 10.1016 / 0030-4018 (90)-N |
| [10] | A.C. Tropper et al. , «Лазеры на кварцевом волокне, легированном тулием», Proc.SPIE 1373, 152 (1991), DOI: 10.1117 / 12.24937 |
| [11] | R. B. Smart et al. , «Непрерывная генерация с повышающим преобразованием при комнатной температуре на синей, зеленой и красной длинах волн в фторидном волокне с инфракрасной накачкой Pr 3+ », Электрон. Lett. 27 (14), 1307 (1991), DOI: 10,1049 / el: 197 |
| [12] | H. M. Pask et al. , «Лазеры на волокне из кварцевого стекла, легированного иттербием: универсальные источники для диапазона 1–1,2 мкм», JSTQE 1 (1), 2 (1995), DOI: 10.1109 / 2944.468377 |
| [13] | П. Се, Т. Р. Госнелл, «Волоконный лазер с повышающим преобразованием при комнатной температуре, настраиваемый в красной, оранжевой, зеленой и синей областях спектра», Опт. Lett. 20 (9), 1014 (1995), DOI: 10.1364 / OL.20.001014 |
| [14] | R. Paschotta et al. , «230 мВт синего света от легированного Tm волоконного лазера с повышающим преобразованием», JSTQE 3 (4), 1100 (1997), DOI: 10.1109 / 2944.649548 |
| [15] | Y. Takushima et al., «Поляризационно-стабильные и одночастотные волоконные лазеры», J. Lightwave Technol. 16 (4), 661 (1998), DOI: 10.1109 / 50.664080 |
| [16] | V. Dominic et al. , «Волоконный лазер 110 Вт», Электрон. Lett. 35, 1158 (1999), DOI: 10,1049 / el: 199 |
| [17] | S. D. Jackson et al. , «Эрбиевый 3-мкм лазер с диодной накачкой, 1,7 Вт», Опт. Lett. 24 (16), 1133 (1999), DOI: 10.1364 / OL.24.001133 |
| [18] | M.Полльнау и С.Д. Джексон, «Эрбиевые волоконные лазеры 3 мкм», JSTQE 7 (1), 30 (2001), DOI: 10.1109 / 2944.924006 |
| [19] | Y. Jeong et al. , «Легированный иттербием волоконный лазер с большой сердцевиной и выходной мощностью в непрерывном режиме 1,36 кВт», Опт. Express 12 (25), 6088 (2004), DOI: 10.1364 / OPEX.12.006088 |
| [20] | A. Polynkin et al. , «Одночастотный волоконный кольцевой лазер с выходной мощностью 1 Вт на длине волны 1,5 мкм», Опт. Экспресс 13 (8), 3179 (2005), DOI: 10.1364 / OPEX.13.003179 |
| [21] | A. Tünnermann et al. , «Волоконные лазеры и усилители: сверхбыстрая эволюция характеристик», Прил. Опт. 49 (25), F71 (2010), DOI: 10.1364 / AO.49.000F71 |
| [22] | S. Fu et al. , «Обзор последних достижений в области одночастотных волоконных лазеров», J. Opt. Soc. Являюсь. B 34 (3), A49 (2017), DOI: 10.1364 / JOSAB.34.000A49 |
| [23] | M. J. F. Digonnet, Волоконные лазеры и усилители, легированные редкоземельными элементами, , 2-е изд., CRC Press, Boca Raton, FL (2001) |
| [24] | R. Paschotta, учебное пособие по «Моделирование волоконных усилителей и лазеров» |
| [25] | R. Paschotta, Field Guide to Optical Fiber Technology , SPIE Press, Bellingham, WA (2010) |
(Предложите дополнительную литературу!)
См. Также: волокна, волокна, легированные редкоземельными элементами, волокна с двойной оболочкой, волоконные усилители, мощные волоконные лазеры и усилители, лазеры с распределенной обратной связью, волоконные лазеры по сравнению с объемными лазерами, масштабирование мощности лазеров, программное обеспечение для моделирования волокна, рамановские лазеры , The Photonics Spotlight 2011-02-10
и другие статьи в категориях волоконная оптика и волноводы, лазеры
Если вам понравилась эта страница, поделитесь ссылкой со своими друзьями и коллегами, e.грамм. через соцсети: Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности! |
Код для ссылок на других сайтах
Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем веб-сайте, в социальных сетях, дискуссионном форуме, Википедии), вы можете получить здесь требуемый код.
HTML-ссылка на эту статью:
Статья о волоконных лазерах
в
RP Photonics Encyclopedia С изображением для предварительного просмотра (см. Рамку чуть выше):
alt = "article"> Для Википедии, например в разделе «== Внешние ссылки ==»:
* [https://www.rp-photonics.com/fiber_lasers.html
, статья «Волоконные лазеры» в энциклопедии RP Photonics] Волоконный лазер и лазерные системы на CO2 | Лазерные системы FANUC
Основанная на 30-летнем опыте поставок промышленных лазерных систем CO 2 и с более чем 20 000 систем, установленных по всему миру, FANUC предлагает дополнительный ассортимент передовых волоконных лазеров непрерывного действия.
Волоконные лазеры серииFANUC FF обеспечивают исключительную производительность при той же надежности, которую конечные пользователи FANUC ожидают от лидера отрасли в области ЧПУ и робототехники.
Волоконные лазерные системы FANUCВолоконные лазеры FANUC идеально подходят для высокоскоростной резки тонкого и среднего листового металла с диапазоном непрерывной волны от 500 Вт до 6 кВт, многомодовые генераторы, работающие в ближнем ИК-диапазоне длиной волны 1070 нм. Изобретательность конструкции осциллятора FANUC позволяет легко интегрировать передовые системы ЧПУ FANUC и системы сервоприводов.FANUC Fiber Laser не ограничивается ЧПУ FANUC и может управляться с помощью ПЛК General Automation и систем управления движением. И наоборот, поворотные и линейные сервоприводы серии FANUC 30 i -LB LASER и Alpha- i доступны в качестве передовых платформ управления движением с ЧПУ для большинства ведущих лазерных генераторов сторонних производителей.
Мы поможем вам найти лучшую лазерную технологию и решения FANUC, соответствующие вашим потребностям.
Свяжитесь со специалистом FANUC по лазерным системам сегодня же.
Свяжитесь с нами
Как работает волоконный лазер?Универсальность волоконных лазеров FANUC серии FF открывает широкий спектр возможностей лазерной обработки, от резки обычных металлических листов и сложной 5-осевой резки труб до сварки и аддитивного производства. В сочетании с ЧПУ FANUC Series 30 i /31 i -B для фрезерования, токарной обработки и пробивки, настоящие гибридные многофункциональные обрабатывающие центры для фрезерно-токарных, пробивных и лазерных станков становятся реальностью.
Для поддержания качества во время высокоскоростной лазерной резки на лету критически важно иметь систему управления осциллятором, которая жестко синхронизирована с контурами положения сервоосей станка. Сигналы FANUC Fiber и CO 2 Laser передаются через фирменную помехоустойчивую высокоскоростную оптическую сервошину FANUC FSSB ( F ANUC S ervo S erial B us) со скоростью обновления 31,25 мкс.
ЧПУ FANUC Series 30 i /31 i -LB поддерживают высокоскоростную обработку с многофункциональным набором интеллектуальных функций управления лазером, помогающих оптимизировать качество резки.Эти функции включают в себя контроль качества резки угловых кромок, контроль зазора лазера, регулировку мощности лазера в зависимости от скорости подачи и контроль выходной мощности лазера, обычно используемый для лазерного травления.
Генераторы волоконных лазеров FANUC классифицируются как лазеры непрерывного действия (CW), они также могут работать в режиме импульсной модуляции на частотах до 32 кГц. Частота импульсов и другие параметры лазерного процесса обычно предварительно устанавливаются с помощью программных команд ЧПУ, E-Word, справочных таблиц данных резки, прошивки и контроля кромок, специфичных для типа и толщины материала.Эти таблицы данных не только устанавливают лазерный газ, мощность, частоту и рабочий цикл, они также могут устанавливать уровень мощности лазера Lower-Pulse во время модуляции лазерного импульса. Эта особенность играет важную роль в управлении распространением тепла в процессе генерации.
В режиме реального времени лазерное ЧПУ FANUC применяет множество интеллектуальных функций для оптимизации производительности, включая упреждающий контроль контура (AICC), автоматический отвод и приближение к оси контроля зазора и автоматический перезапуск резки для прерванных процессов.Прогнозирующий лазер FANUC и встроенный диагностический монитор для лазерных служб, обратное отражение лазера, вспомогательный газ, охладитель и безопасный ввод-вывод – все это помогает максимизировать время безотказной работы и оптимизировать использование оборудования.
Модели волоконных лазеров FANUC- FF500 i -A Номинальная мощность лазера 0,5 кВт
- FF1000 i -A Номинальная мощность лазера 1 кВт
- FF2000 i -A Номинальная мощность лазера 2 кВт
- FF3000 i -A Номинальная мощность лазера 3 кВт
- FF4000 i -A Номинальная мощность лазера 4 кВт
- FF5000 i -A Номинальная мощность лазера 5 кВт
- FF6000 i -A Номинальная мощность лазера 6 кВт
Свяжитесь со специалистом FANUC по волоконным лазерам сегодня
Свяжитесь с нами
FANUC CO 2 Лазерные системыДля тех приложений лазерной обработки, где CO 2 является и будет более подходящей технологией лазерной обработки, FANUC продолжает предлагать высокочастотные лазерные генераторы с быстрым осевым потоком CO 2 с пятью номинальными мощностями, от 1 кВт до 6 кВт.Снабжены высокоточным управлением мощностью, высокочастотными импульсами и точной осевой / лазерной синхронизацией ЧПУ 30 i /31 i -LB, FANUC CO 2 Лазеры обеспечивают максимальную производительность в широком диапазоне приложений обработки и типы материалов – от высокоскоростной резки листового металла нахлыстом до высокопроизводительной резки листового металла толщиной до 32 мм (1¼ дюйма).
Лазерное ЧПУ FANUC 30 i /31 i -LB поддерживает множество требований к лазерным технологиям, специфичным для CO 2 , например сервоуправляемый оптический контроль длины пути, используемый для поддержания оптимальной длины лазерного луча между генератором и режущей кромкой. голова.В соответствии с требованиями высокоскоростной лазерной / сервосинхронизации интерфейса волоконного лазера, FANUC теперь применяет лазерную связь CO 2 через свою фирменную помехоустойчивую оптическую шину ЧПУ FSSB ( F ANUC S ervo S erial B us) – управление контуром скорости сервопривода со скоростью до 31,25 мкс и повышение производительности, необходимое для истинно высокоскоростной лазерной резки на лету.
FANUC CO 2 Лазерные модели- C1000 i -C Номинальная мощность лазера 1 кВт
- C2000 i -C Номинальная мощность лазера 2 кВт
- C3000 i -C Номинальная мощность лазера 3 кВт
- C4000 i -C Номинальная мощность лазера 4 кВт
- C6000 i -C Номинальная мощность лазера 6 кВт
Свяжитесь с FANUC FANUC CO 2 Laser Expert, сегодня
Свяжитесь с нами
Хотите получить больше от своей деятельности? Есть вопросы перед тем, как начать? Мы здесь, чтобы помочь.
Заполните форму ниже, и опытный специалист FANUC CNC свяжется с вами.
Обсуждение оптической стороны CO2 и волоконного лазера
В Интернете можно найти ряд статей, в которых обсуждается сравнение характеристик CO2 и волоконного лазера. Об этом писали многие уважаемые отраслевые журналы. Вопрос о том, сможет ли волокно конкурировать с CO2, больше не обсуждается. Некоторые OEM-производители уже достигли критической точки и продают больше волоконных лазеров, чем CO2.
Не говоря уже о том, что волокно более эффективно передает свет, чем CO2-лазер, давайте разберемся с оптическими компонентами. CO2-лазер имеет серию оптики. Некоторые из них находятся в резонаторе, который создает мощность, а некоторые в системе доставки луча, которая регулирует фазу луча до того, как луч достигает конечной оптики, линзы лазерной резки. Любая оптика может в тот или иной момент потребовать замены или, по крайней мере, очистки, некоторые чаще, чем другие. Одна из основных причин содержать производственную зону в чистоте при лазерной резке заключается в том, что любая грязь является врагом хорошего обслуживания оптики и является мерой производительности лазера.Грязная оптика не подойдет, а машина, которая не работает, не приносит вам денег.
Волоконный лазерный аппарат может быть твердотельным с диодами или диском, или использовать новый стиль большой площади моды (LMA) или даже непрерывные волны с одной поперечной модой. Дело в том, что вся оптика находится только в режущей головке. В этих машинах нет зеркал, выходных муфт или меди с водяным охлаждением.
Но и это большое «но» … мало обсуждаемая проблема заключается в том, что если CO2-лазер должен находиться в чистой окружающей среде, чтобы работать лучше, волоконный лазер должен оставаться чистым на совершенно новом уровне безупречности.
Линза CO2 продолжит работу, если она немного загрязнена. Волоконная линза – нет. Частица, которая меньше вирусного микроба, истощает срок службы волоконной линзы. Причина в том, что вы используете световую волну другой длины. CO2 находится в ИК (инфракрасном) диапазоне. Волокно находится в диапазоне видимого света.
Для поддержания чистоты линзы лазера в оптоволоконной машине необходимо использовать защитное окошко. Лучшие защитные окна сделаны из плавленого кварца и имеют антибликовое покрытие.Это позволяет лучу проходить от линзы к режущей части, но предотвращает попадание мусора или частиц грязи обратно на линзу. Это не просто важно; это важная часть процесса резки с использованием волоконных лазеров большой мощности. И не ошибитесь; качество вашего окна повлияет на качество вашей резки.
По мере того, как производители волоконных лазеров продолжали увеличивать мощность, стало очевидным еще одно важное отличие. Когда у вас был волоконный лазер на 1K или 1,5K, конечный пользователь мог легко сменить объектив.Однако, как только вы начали увеличивать мощность, до 3К и 4К колеса, так сказать, отвалились от вагона. Внезапно конечные пользователи столкнулись с большим количеством линз. Именно тогда производители оборудования осознали проблему того пылинки или грязи, которая попала на объектив в процессе замены объектива. В то время как средний конечный пользователь мог легко заменить линзу своего CO2-лазера, теперь ему нужно было иметь чистую комнату, чтобы выполнить ту же задачу с оптоволокном. Вот почему сегодня в отрасли так много запечатанных головок для защиты оптики.
Чтобы внести необходимые изменения при резке различных материалов, балку необходимо было расширить. Таким образом, в режущую головку волоконного лазера была добавлена коллимирующая оптика. Опять же, это добавление только усугубило проблему. Больше оптики, нуждающейся в защите!
Все сводится к двум основным факторам: качеству и чистоте. Невозможно добиться максимальной производительности от волоконного лазера, не понимая, что единственные действительно чувствительные части находятся в лазерной головке.Это та область, которая так быстро отключит вас, что вы не поверите. Это означает, что вы должны выбрать лучший объектив для выполнения этой задачи и лучшую защиту для защиты линзы.
Нет замены качеству. Качество покрытий такое же разное, как и у компаний, которые их производят. Создание хорошего покрытия – это отчасти наука, а отчасти магия. Чтобы сделать это правильно, требуется большой опыт. Тестирование и постоянное улучшение процесса сделали Ophir лидером в области покрытий для оптики в лазерах, инфракрасной оптики для ночного видения и миллиона других оптических проектов по всему миру.Лазерные линзы для волоконно-оптических машин – это абсолютно лучшие линзы в отрасли. Окна для защиты стекловолоконных линз также хороши. Единственный способ доказать это – попросить вас попробовать. Не думаю, что вы разочаруетесь.
Получите высококачественный волоконный лазер в HeatSign
Что такое лазерная гравировка?
Волоконные лазеры относятся к группе твердотельных лазеров. Это одна из последних и самых популярных технологий лазерной гравировки, доступных на рынке, и метод, который не требует контакта поверхностей, в результате гравированные материалы сохраняют свою прочность даже после выполнения функции гравировки.Поскольку в них используется источник твердотельного лазера, не требующий особого обслуживания, эти инструменты могут маркировать широкий спектр материалов и плавно работать на различных поверхностях. Кроме того, процесс, используемый этими гравировальными станками, потребляет очень мало энергии и, как результат, они могут работать как маломощные гравировальные инструменты. Кроме того, качество лазерного травления поверхности оставляет гравированный материал неповрежденным и высокопрочным.
Волоконный лазерный гравировальный станок Серия
В этих системах маркировки волоконным лазером используется передовая технология волоконной накачки.В маркерах используются связанные оптические волокна и редкоземельный элемент иттербий для повышения их проводимости. Диоды излучают свет, перекачивая его по оптоволоконным лучам к оптическим головкам. Затем лазерный луч расширяется в оптической головке и оставляет отметку на вашей поверхности. Качество лазерного луча очень высокое по сравнению с другими типами лазеров. Гравировка может выполняться любым из следующих способов:
- Лазерная гравировка.
- Абляция или удаление верхнего слоя.
- Изменение цвета отмеченной области путем травления.
- Склеивание.
- Серия лазерной маркировки MOPA.
Применение волоконного лазера
На каких материалах можно выполнять гравировку с помощью волоконного лазера?
Это разновидность лазерного гравировального станка по металлу . Волоконная лазерная гравировка работает на различных типах металлов и неметаллических материалах, таких как керамика и пластик (например, ABS, PVC, PP и PE), а также на маркировке металлических материалов, включая платину, нержавеющую сталь, латунь, серебро, золото и бронзу. Карбид, вольфрам, медь, алюминий, алюминиевые сплавы и медицинские сплавы также являются идеальными кандидатами.
Преимущества волоконных лазерных граверов и маркировочных машин HeatSign
В целом, основные преимущества волоконных лазеров следующие: чиллеры в других типах маркеров. Это делает маркеры с волоконным лазером более удобными.
