Jak wybrać pomiędzy laserami światłowodowymi ciągłymi i impulsowymi?

Lasery światłowodowe z roku na rok stanowią coraz większy udział w laserach przemysłowych ze względu na ich prostą konstrukcję, niski koszt, wysoką wydajność konwersji elektrooptycznej i dobre efekty wyjściowe. Według statystyk, w 2020 roku lasery światłowodowe stanowiły 52,7% rynku laserów przemysłowych.

W oparciu o charakterystykę wiązki wyjściowej lasery światłowodowe można podzielić na dwie kategorie: laser ciągły i laser impulsowy. Jakie są różnice techniczne między nimi i do jakich scenariuszy zastosowań są odpowiednie? Poniżej znajduje się proste porównanie zastosowań w ogólnych sytuacjach.

Moc lasera ciągłego lasera światłowodowego jest ciągła, a moc utrzymuje się na stałym poziomie. Moc ta jest mocą znamionową lasera. Zaletą laserów światłowodowych ciągłych jest długoterminowa stabilna praca.

Laser lasera impulsowego jest „przerywany”. Oczywiście ten przerywany czas jest często bardzo krótki i zwykle mierzony w milisekundach, mikrosekundach, a nawet nanosekundach i pikosekundach. W porównaniu z laserem ciągłym, intensywność lasera impulsowego stale się zmienia, dlatego istnieją pojęcia „grzbietu” i „doliny”.

Dzięki modulacji impulsów laser impulsowy może zostać szybko uwolniony i osiągnąć maksymalną moc w pozycji szczytowej, ale ze względu na istnienie doliny średnia moc jest stosunkowo niska. Można sobie wyobrazić, że jeśli średnia moc jest taka sama, szczyt mocy lasera impulsowego może być znacznie większy niż lasera ciągłego, osiągając większą gęstość energii niż laser ciągły, co znajduje odzwierciedlenie w większej zdolności penetracji w obróbka metalu. Jednocześnie nadaje się również do materiałów wrażliwych na ciepło, które nie wytrzymują długotrwałego wysokiej temperatury, a także niektórych materiałów o wysokim współczynniku odbicia.

Dzięki charakterystyce mocy wyjściowej obu rozwiązań możemy przeanalizować różnice w zastosowaniach.

Lasery światłowodowe CW są ogólnie odpowiednie do:

· Obróbka dużego sprzętu, takiego jak maszyny do pojazdów i statków, cięcie i obróbka dużych blach stalowych oraz inne okazje do przetwarzania, które nie są wrażliwe na efekty termiczne, ale są bardziej wrażliwe na koszty

· Stosowany do cięcia chirurgicznego i koagulacji w medycynie, np. do hemostazy pooperacyjnej itp.

· Szeroko stosowane w systemach komunikacji światłowodowej do transmisji i wzmacniania sygnału, o wysokiej stabilności i niskim poziomie szumów fazowych

· Stosowane w zastosowaniach takich jak analiza spektralna, eksperymenty fizyki atomowej i lidar w dziedzinie badań naukowych, zapewniając moc lasera o dużej mocy i wysokiej jakości wiązce

Impulsowe lasery światłowodowe są zwykle odpowiednie do:

· Precyzyjna obróbka materiałów, które nie są w stanie wytrzymać silnych efektów termicznych lub materiałów kruchych, np. obróbka chipów elektronicznych, szkła ceramicznego i części medycznych i biologicznych

· Materiał ma wysoki współczynnik odbicia i może łatwo uszkodzić samą głowicę lasera w wyniku odbicia. Na przykład obróbka materiałów miedzianych i aluminiowych

· Obróbka powierzchniowa lub czyszczenie powierzchni zewnętrznych łatwo uszkodzonych podłoży

· Sytuacje przetwarzania wymagające dużej mocy i głębokiej penetracji w krótkim czasie, takie jak cięcie grubych blach, wiercenie materiałów metalowych itp.

· Tam, gdzie wymagane są impulsy jako charakterystyka sygnału. Takie jak komunikacja światłowodowa i czujniki światłowodowe itp.

· Stosowany w dziedzinie biomedycyny do chirurgii oka, leczenia skóry i cięcia tkanek itp., z wysoką jakością wiązki i wydajnością modulacji

· W druku 3D można uzyskać produkcję części metalowych z większą precyzją i złożonymi konstrukcjami

Istnieją pewne różnice między impulsowymi laserami światłowodowymi a ciągłymi laserami światłowodowymi pod względem zasad, właściwości technicznych i zastosowań, a każdy z nich jest odpowiedni na inne okazje. Impulsowe lasery światłowodowe nadają się do zastosowań wymagających mocy szczytowej i wydajności modulacji, takich jak przetwarzanie materiałów i biomedycyna, natomiast lasery światłowodowe ciągłe nadają się do zastosowań wymagających wysokiej stabilności i wysokiej jakości wiązki, takich jak komunikacja i badania naukowe. Wybór odpowiedniego typu lasera światłowodowego w oparciu o konkretne potrzeby pomoże poprawić wydajność pracy i jakość aplikacji.