TjePrinciple dari laser
Laser terdiri dari sumber pompa, Medium gain dengan tingkat energi metastabil, dan resonator. Mengambil semikonduktor laser serat dipompa sebagai contoh, proses spesifik generasi laser dapat dibagi menjadi lima langkah berikut secara rinci:
Pada langkah pertama, lampu pompa diperkenalkan, dan laser semikonduktor, sebagai sumber pompa laser, memancarkan cahaya pompa dengan linewidth tertentu dan memasuki serat setelah melewati pembagi balok;
Pada langkah kedua, media penguatan energi, dan serat gain menyerap cahaya pompa dari panjang gelombang tertentu, yang membuat transisi tingkat energi partikel sampai negara metastabil;
Pada langkah ketiga, foton dibentuk oleh emisi spontan, dan partikel keadaan metastabin secara spontan transisi ke bawah untuk melepaskan energi, menghasilkan foton dengan arah dan fase yang berbeda;
Langkah keempat adalah untuk mewujudkan amplifikasi optik oleh distilasi radiasi. Foton bergerak sepanjang sumbu dapat bergerak bolak-balik antara cermin (Gratings) (foton tidak berjalan sepanjang sumbu cepat melarikan diri), dan foton dapat menghasilkan foton homogen ketika mereka menemukan energi tinggi (metastable) partikel dalam media gain, sehingga untuk mencapai efek amplifikasi optik;
Langkah kelima, output laser, setelah mencapai persyaratan tertentu untuk mencapai bentuk kontinu atau pulsa dari output laser.
Klasifikasi laser
Ada empat klasifikasi umum dari laser: Gain medium, daya output, mode operasi, dan lebar pulsa.
Menurut media penguatan: media penguatan laser termasuk gas, cair, dan padat. Media penguatan spesifik menentukan panjang gelombang laser, daya keluaran, dan bidang aplikasi. Laser gas CO2 adalah perwakilan dalam gas, laser Ruby, laser semikonduktor, laser serat, dan YAG laser yang representatif dalam padat.
Menurut daya output: dapat dibagi menjadi daya kecil (0-100W), daya menengah (100-1kW), dan daya tinggi (di atas 1kW); Tapi terkadang didefinisikan sebagai daya sedang dalam kisaran 100-1.5 kW. Daya laser yang berbeda menyesuaikan dengan skenario aplikasi yang berbeda.
Menurut mode kerja: itu dapat dibagi menjadi laser terus menerus dan pulsa Laser. The CW laser dapat output terus-menerus untuk jangka waktu yang panjang, dengan operasi yang stabil dan efek termal yang tinggi. Pulse laser adalah output dalam bentuk pulsa, yang ditandai dengan daya puncak tinggi dan efek termal kecil. Menurut panjang pulsa waktu, pulsa Laser dapat dibagi lagi menjadi milidetik, mikrodetik, nanodetik, picodetik dan femtoseconds. Secara umum, semakin pendek waktu pulsa, semakin tinggi energi pulsa tunggal, semakin sempit lebar pulsa, dan semakin tinggi akurasi pemrosesan.
Menurut panjang gelombang output: dapat dibagi menjadi laser Inframerah, laser terlihat, laser UV, dll. Struktur yang berbeda dari bahan dapat menyerap rentang panjang gelombang yang berbeda, misalnya, logam memiliki penyerapan dekat-inframerah yang lebih tinggi.
Laser Fiber memiliki keunggulan yang luar biasa dalam pengolahan material
Laser serat mempromosikan pengembangan metode pengolahan laser dalam luas dan kedalaman. Dalam bidang tradisional, laser berdaya tinggi mempromosikan penetrasi peralatan Laser ke dalam pemotongan, pengelasan, penandaan, dan link lain dari peralatan high-end seperti Aerospace, transportasi, dll. Di bidang yang muncul, laser serat memperluas kedalaman pengolahan laser dan membentuk pasar tambahan, terutama termasuk pemrosesan presisi dalam elektronik konsumen, fotovoltaik, baterai lithium, semikonduktor, dan bidang lainnya.
Dari sudut pandang teknis, laser serat lebih unggul dari laser lainnya. Keuntungan teknis dari serat laser untuk pengolahan adalah: 1) kualitas sinar yang baik, mudah untuk mencapai daya tinggi. 2) luas permukaan luas serat optik, disipasi panas yang baik. 3) jalur optik sepenuhnya tertutup, dengan stabilitas yang baik, masa pakai yang panjang, dan perawatan yang kurang. 4) ukuran kecil, transmisi fleksibel. 5) panjang gelombang adalah dalam kisaran 700nm-2000nm, yang lebih berlaku di bidang pengolahan material.
Dari perspektif biaya, laser serat memiliki keunggulan kinerja biaya yang sangat tinggi. Ambil Laser CO2 sebagai perbandingan:
1) karena kualitas sinar tinggi dan tingkat penyerapan material tinggi, kecepatan pemrosesan serat laser lebih cepat. Mengambil pemotongan pelat tipis sebagai contoh, kecepatan pemotongan laser serat dapat mencapai 2-3 kali dari laser CO2 dengan daya yang sama;
2) tingkat konversi Elektro-optik serat laser adalah lebih dari 30% dan konsumsi daya rendah. Jalur optik Laser CO2 bergantung pada reflektor sepenuhnya. Jalur optik akan bergoyang dengan cepat dan kehilangan energinya lebih banyak. Tingkat konversi Elektro-optik di bawah 10%;
3Struktur serat laser sederhana dan stabil, jalur optik eksternal bebas perawatan, waktu rata antara kegagalan lebih dari 100000 jam, dan pada dasarnya tidak ada barang habis pakai. Struktur sistem laser CO2 kompleks, reflektor dan resonator perlu perawatan berkala, biaya Penggantian Bearing turbin mahal dan biaya pemeliharaan tinggi.
Membandingkan parameter kinerja utama laser industri kilowatt di pasar, dibandingkan dengan laser lainnya, serat laser memiliki keunggulan kualitas sinar laser output yang baik, kepadatan energi yang tinggi, tinggi efisiensi elektro-optik, mudah digunakan, berbagai bahan Machinable, biaya operasi komprehensif rendah, dll, sehingga secara luas digunakan dalam ukiran/penandaan, pemotongan/pengeboran, dll, cladding/pengelasan, perlakuan permukaan, cepat prototyping, dan pengolahan bahan lain dan bidang komunikasi optik, yang dikenal sebagai "generasi ketiga laser", memiliki prospek aplikasi yang luas.
Laser terletak di pusat rantai industri laser, dan Cina telah menjadi pasar laser terbesar dan tercepat tumbuh di dunia. Laser adalah komponen optik inti dari peralatan Laser terminal, yang terletak di posisi sentral dari seluruh rantai industri. Pada saat yang sama, dari sudut biaya pandang, biaya laser menyumbang sekitar 30%-50% dari total biaya peralatan, yang merupakan komponen inti yang paling berharga dari peralatan Laser.