Faserlaser übertreffen YAG- und CO2-Laser als Industriestandard

Haben Sie sich jemals gefragt, wie diese präzisen "Lichtstrahlen" erzeugt werden, die sich beim Schneiden, Schweißen und Markieren von Metallen auszeichnen?Und welche Vorteile haben Faserlaser, die aufsteigenden Sterne der letzten Jahre, werden allmählich die traditionellen YAG und CO ersetzen₂Lasern zu den neuen industriellen Favoriten zu werden?

Im Vergleich zu herkömmlichen Lasern bieten sie zahlreiche Vorteile, darunter kompakte Struktur, überlegene Strahlqualität,hohe Effizienz bei der EnergieumwandlungDiese Eigenschaften haben zu einer breiten Anwendung in der industriellen Verarbeitung, der medizinischen Ästhetik und der wissenschaftlichen Forschung geführt.

Der Kern eines Faserlasers liegt in der optischen Faser, die mit seltenen Erden (typischerweise mit Elementen wie Erbium oder Iterbium) bestückt ist.Wenn das Pumpenlicht (in der Regel durch Halbleiterlaser) die doppierte Faser bestrahltDie erregten Seltenerd-Ionen emittieren dann spontan oder stimuliert Photonen spezifischer Wellenlängen.die sich durch die Faser verbreiten und sich kontinuierlich verstärken, die letztendlich einen leistungsstarken Laserstrahl bilden.

Während der Lichtverstärkungsprozess dem gleichen stimulierten Emissionsprinzip wie herkömmliche Laser folgt, unterscheiden sich Faserlaser dadurch, dass ihr Verstärkungsmedium die optische Faser selbst ist.Der Strahl verbreitet sich und verstärkt sich innerhalb der Faser, wodurch der Bedarf an zusätzlichen optischen Komponenten für die Beamformung und -anpassung beseitigt wird und so eine stabile Beamqualität gewährleistet wird.

• Quelle der Pumpe:Die Halbleiterlaser werden üblicherweise mit Wellenlängen verwendet, die mit dem Absorptionsspektrum der Seltenerdelemente übereinstimmen.
• Dopingfasern:Der Kernbestandteil dient als Verstärkungsmedium. Der Fasertyp und die Dopingkonzentration beeinflussen die Ausgangsleistung, Wellenlänge und Strahlqualität des Lasers.
• Resonator-Höhle:Zusammengesetzt aus Spiegeln oder Faser-Bragg-Gittern, um bestimmte Wellenlängen auszuwählen und Lichtschwingungen innerhalb der Faser zur Verstärkung zu ermöglichen.
• Koppler:Leitet Licht in die doppierte Faser und sendet den Laserstrahl aus.
• Steuerungssystem:Verwaltet Pumpenquelle Leistung, Ausgangsmodi und andere Parameter für präzise Lasersteuerung.
• Kühlsystem:Verteilt die während des Betriebs erzeugte Wärme, um eine stabile Leistung zu gewährleisten.

• Nach Ausgangsleistung:Laserfaser mit geringer Leistung (< 100 W), mittlerer Leistung (100 W-1 kW) und hoher Leistung (> 1 kW)
• Nach Betriebsmodus:Kontinuierliche Wellen (CW) und pulsierende Faserlaser.
• Durch Dopingelement:mit Erbium, Iterbium, Thulium und so weiter
• Nach Resonatorstruktur:Fiberlaser mit Ring- und Linear-Hohlraum.

Bei der industriellen Laserverarbeitung YAG und CO₂Wir haben hierbei zwei allgemein verbreitete traditionelle Optionen. Um die Vorteile von Faserlasern besser zu verstehen, vergleichen wir sie in mehreren Dimensionen.

• YAG-Laser:Verwenden von YAG-Kristallen (Yttrium-Aluminium-Granat) als Verstärkungsmedien, die Lampen- oder Halbleiterlaserpumpen erfordern.
• Kohlenstoff₂Lasern:CO beschäftigen₂Diese Maschinen sind in der Regel mit einer Maschine ausgerüstet, die mit einer Maschine ausgerüstet ist, die mit einer Maschine ausgerüstet ist, die mit einer Maschine ausgerüstet ist.
• Glasfaserlaser:Sie verfügt über doppierte Fasergewinnmedien in kompakten Strukturen, die nur eine minimale Wartung erfordern.zur Beseitigung der Freiraumstrahlübertragung zur Verbesserung der Qualität und Stabilität.

Der Vergleich zeigt klare Vorteile von Faserlasern in Bezug auf Effizienz, Strahlqualität, Wartungskosten und Größe.Die niedrige Effizienz und die hohe Wartung sind. CO₂Laser bieten Leistungs- und Materialvorteile, leiden aber unter der großen Größe und der schlechten Lichtstrahlqualität.

Trotz höherer Anfangsinvestitionen zeigen Faserlaser erhebliche Betriebskostenvorteile.Während geringe Wartungsanforderungen Ausfallzeiten und Arbeitskosten minimieren.

Bei Gesamtbetriebskosten erweisen sich Faserlaser für langfristige, hochintensive industrielle Anwendungen als wirtschaftlicher.

• Hohe EnergieeffizienzDie Umwandlungsraten von 30% bis 50% reduzieren den Stromverbrauch erheblich.
• Überlegene Lichtstrahlqualität:Ermöglicht eine präzise Fokussierung für eine hochgenaue Mikroprozessur.
• Leichte Wartung:Integrierte optische Komponenten minimieren die Wartungsanforderungen.
• Kompaktes Design:Erleichtert die Integration in geringe Raumraumgeräte.
• Materialvielseitigkeit:Verarbeitet Metalle, Kunststoffe, Keramik und vieles mehr.

• Hohe Anfangskosten:Kann Hindernisse für kleine Unternehmen darstellen.
• Wesentliche Einschränkungen:Weniger wirksam bei Glas/transparenten Kunststoffen als bei CO₂Lasern.
• Sicherheitsanforderungen:Modelle mit hoher Leistung erfordern Schutzmaßnahmen und die Ausbildung der Bediener.

• Hochgeschwindigkeitspräzisionsmetallschneiden
• Schweißen mit tieferem Durchbruch mit minimalem Wärmeverzerrungen
• Dauerhafte Kennzeichnung mit hochem Kontrastmaterial
• Nicht abrasive Oberflächenreinigung
• Verkleidung aus Metall, verschleißfest

• Dauerhaarentfernung
• Pigmentierungsbehandlung
• Verjüngung der Haut

• Materialspektroskopieanalyse
• LIDAR-Distanz-/Geschwindigkeitsmessung
• Experimente mit Quantenoptik

• Höhere Leistungsausgänge für anspruchsvolle Anwendungen
• Ultrakürze Pulsbreiten für die Verarbeitung im Nanobereich
• Erweiterte Spektralverfügbarkeit
• Fortgeschrittene intelligente Steuerungssysteme
• Weitere Miniaturisierung durch integrierte Optik

Die Fiberlaser stellen eine transformative Technologie dar, die beispiellose Effizienz, Qualität und Zuverlässigkeit bietet.ihre langfristige Wertschöpfung ist für industrielle Anwendungen, die einen dauerhaften Hochleistungsbetrieb erfordern, überzeugendIm Zuge des technologischen Fortschritts werden Faserlaser zunehmend die Präzisionsfertigung, medizinische Behandlungen und Spitzenforschung beherrschen.