ไฟเบอร์เลเซอร์ เกิน YAG และ CO2 ในฐานะมาตรฐานอุตสาหกรรม

ใน การ ผลิต อุตสาหกรรม ใหม่ ใหม่ เทคโนโลยี เลเซอร์ มี บทบาท สําคัญ มาก. คุณ เคย ถาม ตัว ตน ว่า "รัง แสง" ที่ มี ความ ชัดเจน ที่ ดี ที่ สุด ใน การ ตัด โลหะ, การ แป้ง และ การ ตรา ได้ เกิด ขึ้น อย่าง ไร ไหม?และข้อดีอะไรที่ทําให้เลเซอร์ไฟเบอร์, ดาวที่กําลังขึ้นของปีล่าสุด,₂เลเซอร์จะกลายเป็นอุตสาหกรรมที่นิยมใหม่?

ไลเซอร์ไฟเบอร์ใช้ไฟเบอร์ออปติกเป็นสื่อการเพิ่มผล เมื่อเปรียบเทียบกับ ไลเซอร์แบบปกติ พวกเขามีข้อดีมากมาย เช่น โครงสร้างที่คอมแพคต์ คุณภาพรังสีที่ดีกว่าประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานสูง, และการระบายความร้อนที่ดีเยี่ยม คุณลักษณะเหล่านี้ได้นําไปสู่การใช้งานที่แพร่หลายในการแปรรูปอุตสาหกรรม, ความสวยงามทางการแพทย์, และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

หลักของเลเซอร์ไฟเบอร์อยู่ที่ไฟเบอร์ออปติกที่ปรับปรุงด้วยธาตุหายาก (โดยทั่วไปมีธาตุเช่น erbium หรือ ytterbium)เมื่อแสงปั๊ม (โดยปกติได้รับจากเลเซอร์ครึ่งประสาท) กระจายแสงต่อเส้นใย dopedธาตุดินหายากจะดูดซึมพลังงานโฟตันและเปลี่ยนไปสู่สภาวะที่ตื่นเต้น อิโอนดินหายากที่ตื่นเต้นจะปล่อยโฟตันความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจงที่กระจายผ่านเส้นใยและได้รับการขยายความเข้มข้นต่อเนื่อง, ในที่สุดสร้างรังสีเลเซอร์แรงสูง

ขณะที่กระบวนการกระตุ้นแสงปฏิบัติตามหลักการการปล่อยแสงที่กระตุ้นเดียวกันกับเลเซอร์ประเพณี เลเซอร์ไฟเบอร์แตกต่างกันในที่ว่าสื่อการเติบโตของพวกมันคือไฟเบอร์ออปติกเองธ อร์จะแพร่กระจายและขยายในเส้นใยการกําจัดความจําเป็นขององค์ประกอบออทติกเพิ่มเติมสําหรับการออกรูปร่างและการปรับรังสี

• แหล่งปั๊ม:ส่งแสงปั๊มเพื่อกระตุ้นไอออนดินหายากในเส้นใยที่ได้รับยาเสพติด. ไลเซอร์ครึ่งประสาทถูกใช้ทั่วไป, โดยความยาวคลื่นตรงกับสายสีการดูดซึมของธาตุดินหายาก.
• สายใยที่มียาเสพติด:ส่วนประกอบหลักที่ใช้เป็นสื่อการเพิ่ม สายใยชนิดและปริมาณสารด๊อปปิ้ง มีผลต่อกําลังการออกของเลเซอร์ ความยาวคลื่นและคุณภาพของรังสี
• ช่องเรซอนาเตอร์:ประกอบด้วยกระจกหรือเครือไฟเบอร์บราก เพื่อเลือกความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจง และทําให้แสงสั่นในไฟเบอร์เพื่อเสริมเสียง
• คอปเลอร์:ส่งแสงเข้าไปในเส้นใย และส่งแสงเลเซอร์ออก
• ระบบควบคุม:บริหารพลังงานแหล่งปั๊ม, รูปแบบการออก, และปารามิเตอร์อื่น ๆ สําหรับการควบคุมเลเซอร์ที่แม่นยํา
• ระบบเย็น:ระบายความร้อนที่เกิดระหว่างการทํางาน เพื่อให้การทํางานมั่นคง

• โดยพลังงานออก:ไลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานต่ํา (< 100W), พลังงานกลาง (100W-1kW) และพลังงานสูง (> 1kW)
• โดยโหมดการทํางาน:โลหะต่อเนื่อง (CW) และเลเซอร์ไฟเบอร์กระแทก
• โดยสารด๊อปปิ้งErbium-doped, ytterbium-doped, thulium-doped เป็นต้น
• โดยโครงสร้างเรซอนาเตอร์:เลเซอร์เส้นใยกลมและกลมเส้น

ในอุตสาหกรรมแปรรูปเลเซอร์ YAG และ CO₂เลเซอร์เป็นตัวแทนของสองทางเลือกที่พบกันทั่วไป เพื่อเข้าใจข้อดีของเลเซอร์ไฟเบอร์ได้ดีกว่า เรานํามันมาเปรียบเทียบ

• เลเซอร์ YAG:ใช้คริสตัล YAG (yttrium aluminum garnet) เป็นสื่อการเพิ่ม, จําเป็นต้องปั๊มเลเซอร์หลอดไฟหรือครึ่งประสาท. โครงสร้างที่ซับซ้อนของพวกเขาต้องการการบํารุงรักษาบ่อย ๆ และเปลี่ยนชิ้นส่วน.
• CO₂เลเซอร์:หางาน CO₂ก๊าซเป็นสื่อการเติบโต ผลิตเลเซอร์ผ่านการปล่อยก๊าซ ระบบขนาดใหญ่ของพวกเขาต้องการการเพิ่มก๊าซเป็นประจําและทําความสะอาดส่วนประกอบแสง
• ไฟเบอร์เลเซอร์:มีสื่อการเพิ่มไฟเบอร์ที่ปรับปรุงในโครงสร้างที่คอมแพคต์ที่ต้องการการบํารุงรักษาอย่างน้อย ส่วนประกอบทางออปติกส์ทั้งหมดเข้าด้วยกันในไฟเบอร์การกําจัดการส่งรังสีในอวกาศเพื่อเพิ่มคุณภาพและความมั่นคง.

การเปรียบเทียบแสดงผลประโยชน์ที่ชัดเจนของเลเซอร์ไฟเบอร์ ในด้านประสิทธิภาพ คุณภาพรังสี ค่ารักษาและขนาดประสิทธิภาพต่ําและการบํารุงรักษาที่สูง. CO₂แลเซอร์มีประโยชน์ด้านพลังงานและวัสดุ แต่มีปริมาณขนาดใหญ่และคุณภาพรังสีที่ไม่ดี

แม้ว่าการลงทุนเริ่มต้นที่สูงกว่า, ไฟเบอร์เลเซอร์แสดงผลประโยชน์ค่าใช้จ่ายการดําเนินงานที่สําคัญ. ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงของพวกเขาลดค่าใช้จ่ายไฟฟ้าอย่างมากขณะที่ความต้องการในการบํารุงรักษาที่ต่ําก็ทําให้เวลาหยุดทํางานและค่าแรงงานน้อยลง.

เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายในการใช้งานทั้งหมด ไฟเบอร์เลเซอร์พิสูจน์ว่ามีประหยัดกว่า สําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมระยะยาวและแรงสูง

• ประสิทธิภาพพลังงานสูงอัตราการแปลง 30%-50% ลดการบริโภคพลังงานอย่างมาก
• คุณภาพรังสีที่ดีกว่าทําให้สามารถจับแน่นได้อย่างแม่นยํา สําหรับการประมวลผลขนาดเล็กความแม่นยําสูง
• การบํารุงรักษาน้อยองค์ประกอบทางออนไลน์ที่บูรณาการ ลดความต้องการการดูแลให้น้อยที่สุด
• การออกแบบที่คอมแพคต์อํานวยความสะดวกในการบูรณาการในอุปกรณ์ที่จํากัดพื้นที่
• วัสดุที่มีความหลากหลาย:การประมวลผลโลหะ พลาสติก เซรามิค และอื่นๆ

• ค่าเริ่มต้นสูงอาจเป็นอุปสรรคต่อธุรกิจขนาดเล็ก
• ข้อจํากัดทางกายภาพ:มีประสิทธิภาพน้อยต่อกระจก/พลาสติกโปร่งเทียบกับ CO₂เลเซอร์
• ความต้องการความปลอดภัย:รุ่นที่มีพลังงานสูงต้องการมาตรการป้องกันและการฝึกอบรมผู้ใช้งาน

• การตัดโลหะความละเอียดความเร็วสูง
• การเชื่อมแบบเจาะลึก ด้วยความสับสนของความร้อนที่น้อยที่สุด
• การติดป้ายแบบถาวรจากวัสดุที่มีความแตกต่างสูง
• การทําความสะอาดพื้นผิวโดยไม่ใช้ยาบด
• ผนังโลหะทนทานการสวม

• การกําจัดผมแบบถาวร
• การรักษาสี
• การเยียวยาผิว

• การวิเคราะห์สเปคตรอสโกปีวัสดุ
• การวัดระยะทาง/ความเร็ว LIDAR
• การทดลองด้านคอนตัมออปติกส์

• การออกพลังงานที่สูงขึ้นสําหรับการใช้งานที่ต้องการ
• ความกว้างของกระแทกที่สั้นมากสําหรับการประมวลผลขนาดนาโน
• การขยายความสามารถในการบรรจุเสียง
• ระบบควบคุมที่ปัญญาสูง
• การลดขนาดต่อเนื่องผ่านออตติกอินทิกรีต

ไฟเบอร์เลเซอร์เป็นเทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลง ที่ให้ประสิทธิภาพ คุณภาพและความน่าเชื่อถือที่ไม่มีคู่แข่งข้อเสนอคุณค่าในระยะยาวของพวกเขาพิสูจน์ว่าเป็นที่น่าสนใจสําหรับการใช้งานอุตสาหกรรมที่ต้องการการทํางานที่มีความสามารถสูงอย่างต่อเนื่องเมื่อความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังคงต่อเนื่อง ไฟเบอร์เลเซอร์จะครองการผลิตความแม่นยํา การรักษาทางการแพทย์ และการใช้งานในงานวิจัยที่ล้ําหน้า