Referenca za izbiroenomodni vlakenski laser
V praktičnih aplikacijah je izbira ustreznega enomodnegavlakenski laserzahteva sistematično tehtanje različnih parametrov, da se zagotovi, da njegova zmogljivost ustreza specifičnim zahtevam uporabe, delovnemu okolju in proračunskim omejitvam. Ta razdelek bo predstavil praktično metodologijo izbire na podlagi zahtev.
Strategija izbire na podlagi scenarijev uporabe
Zahteve glede zmogljivosti zalaserjise med različnimi scenariji uporabe bistveno razlikujejo. Prvi korak pri izbiri je razjasnitev ključnih zahtev aplikacije.
Precizna obdelava materialov in mikro-nano proizvodnja: Takšne aplikacije vključujejo fino rezanje, vrtanje, rezanje polprevodniških rezin, označevanje na mikronski ravni in 3D-tiskanje itd. Imajo izjemno visoke zahteve glede kakovosti žarka in velikosti fokusirane točke. Izbrati je treba laser s faktorjem M² čim bližje 1 (na primer <1,1). Izhodno moč je treba določiti glede na debelino materiala in hitrost obdelave. Na splošno lahko moč od deset do sto vatov zadosti zahtevam večine mikroprocesiranja. Kar zadeva valovno dolžino, je 1064 nm zaradi visoke stopnje absorpcije in nizkih stroškov na vat laserske moči najprimernejša izbira za večino obdelav kovinskih materialov.
Znanstvene raziskave in vrhunske meritve: Scenariji uporabe vključujejo optične pincete, fiziko hladnih atomov, visokoločljivostno spektroskopijo in interferometrijo. Ta področja običajno močno iščejo monokromatičnost, frekvenčno stabilnost in šumno delovanje laserjev. Prednost je treba dati modelom z ozko širino črte (tudi pri eni sami frekvenci) in nizkointenzivnim šumom. Valovno dolžino je treba izbrati na podlagi resonančne črte določenega atoma ali molekule (na primer, 780 nm se običajno uporablja za hlajenje atomov rubidija). Za poskuse interference je običajno potrebno vzdrževanje izhodne pristranskosti. Zahtevana moč običajno ni visoka in pogosto zadostuje od nekaj sto milivatov do nekaj vatov.
Medicina in biotehnologija: Uporaba vključuje oftalmološko kirurgijo, zdravljenje kože in slikanje s fluorescenčno mikroskopijo. Varnost oči je glavni dejavnik, zato se pogosto izberejo laserji z valovnimi dolžinami 1550 nm ali 2 μm, ki so v varnostnem pasu za oči. Pri diagnostičnih aplikacijah je treba pozornost nameniti stabilnosti moči; pri terapevtskih aplikacijah je treba ustrezno moč izbrati glede na globino zdravljenja in energijske potrebe. Prilagodljivost optičnega prenosa je glavna prednost pri takšnih aplikacijah.
Komunikacija in zaznavanje: Tipične uporabe so optično zaznavanje, liDAR in vesoljska optična komunikacija. Ti scenariji zahtevajolaserimeti visoko zanesljivost, prilagodljivost okolju in dolgoročno stabilnost. Pas 1550 nm je postal prednostna izbira zaradi najnižjih izgub pri prenosu v optičnih vlaknih. Za koherentne detekcijske sisteme (kot je koherentni lidar) je kot lokalni oscilator potreben linearno polariziran laser z izjemno ozko širino črte.
2. Razvrščanje ključnih parametrov po prioriteti
Glede na številne parametre se lahko odločitve sprejemajo na podlagi naslednjih prioritet:
Odločilni parametri: Najprej določite valovno dolžino in kakovost žarka. Valovno dolžino določajo bistvene zahteve uporabe (lastnosti absorpcije materiala, varnostni standardi, atomske resonančne linije) in običajno ni prostora za kompromise. Kakovost žarka neposredno določa osnovno izvedljivost uporabe. Na primer, precizna obdelava ne more sprejeti laserjev s pretirano visokim M².
Parametri delovanja: Drugič, bodite pozorni na izhodno moč in širino/polarizacijo črte. Moč mora ustrezati energijskemu pragu ali zahtevam glede učinkovitosti aplikacije. Značilnosti širine črte in polarizacije se določijo glede na specifično tehnično pot aplikacije (na primer, ali gre za motnje ali podvojitev frekvence). Praktični parametri: Nazadnje upoštevajte stabilnost (kot je dolgoročna stabilnost izhodne moči), zanesljivost (čas delovanja brez napak), porabo energije, združljivost vmesnikov in stroške. Ti parametri vplivajo na težavnost integracije in skupne stroške lastništva laserja v dejanskem delovnem okolju.
3. Izbira in presoja med enomodalnim in večmodalnim načinom
Čeprav se ta članek osredotoča na enomodalnivlakenski laserji, je ključnega pomena jasno razumeti nujnost izbire enomodnega laserja pri dejanski izbiri. Kadar so ključne zahteve aplikacije najvišja natančnost obdelave, najmanjše območje toplotnega vpliva, največja sposobnost fokusiranja ali najdaljša razdalja prenosa, je enomodni vlakenski laser edina pravilna izbira. Nasprotno pa, če aplikacija vključuje predvsem varjenje debelih plošč, obdelavo površin velikih površin ali prenos visoke moči na kratke razdalje in zahteva po absolutni natančnosti ni visoka, potem lahko večmodni vlakenski laserji postanejo bolj ekonomična in praktična izbira zaradi večje skupne moči in nižjih stroškov.
Čas objave: 12. november 2025