Làm thế nào để lựa chọn giữa laser sợi quang liên tục và xung?

Laser sợi quang chiếm tỷ trọng ngày càng tăng trong laser công nghiệp hàng năm do cấu trúc đơn giản, chi phí thấp, hiệu suất chuyển đổi quang điện cao và hiệu ứng đầu ra tốt. Theo thống kê, laser sợi quang chiếm 52,7% thị trường laser công nghiệp vào năm 2020.

Dựa trên đặc điểm của chùm tia đầu ra, laser sợi quang có thể được chia thành hai loại: laser liên tục và laser xung. Sự khác biệt về mặt kỹ thuật giữa hai loại này là gì và mỗi loại phù hợp với kịch bản ứng dụng nào? Sau đây là sự so sánh đơn giản về các ứng dụng trong các tình huống chung.

Đầu ra laser của laser sợi quang liên tục là liên tục và công suất được duy trì ở mức cố định. Công suất này là công suất định mức của tia laser. Ưu điểm của laser sợi quang liên tục là hoạt động ổn định lâu dài.

Tia laser của laser xung là "không liên tục". Tất nhiên, khoảng thời gian gián đoạn này thường rất ngắn, thường được đo bằng mili giây, micro giây hoặc thậm chí là nano giây và pico giây. So với laser liên tục, cường độ của laser xung liên tục thay đổi nên có các khái niệm về “đỉnh” và “rãnh”.

Thông qua điều chế xung, tia laser xung có thể được giải phóng nhanh chóng và đạt công suất tối đa ở vị trí cực đại, nhưng do tồn tại máng nên công suất trung bình tương đối thấp. Có thể hình dung rằng nếu công suất trung bình bằng nhau thì công suất cực đại của laser xung có thể lớn hơn nhiều so với laser liên tục, đạt được mật độ năng lượng lớn hơn laser liên tục, điều này thể hiện ở khả năng xuyên thấu lớn hơn trong chế biến kim loại. Đồng thời, nó cũng Thích hợp cho các vật liệu nhạy cảm với nhiệt, không thể chịu được nhiệt độ cao duy trì, cũng như một số vật liệu có độ phản xạ cao.

Thông qua đặc tính công suất đầu ra của cả hai, chúng ta có thể phân tích sự khác biệt của ứng dụng.

Laser sợi CW thường thích hợp cho:

· Gia công thiết bị lớn, chẳng hạn như máy móc phương tiện và tàu thủy, cắt và gia công các tấm thép lớn, và các dịp gia công khác không nhạy cảm với hiệu ứng nhiệt nhưng nhạy cảm hơn với chi phí

· Dùng trong phẫu thuật cắt và đông máu trong lĩnh vực y tế như cầm máu sau phẫu thuật,..

· Được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thông tin cáp quang để truyền và khuếch đại tín hiệu, có độ ổn định cao và nhiễu pha thấp

· Được sử dụng trong các ứng dụng như phân tích quang phổ, thí nghiệm vật lý nguyên tử và lidar trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, cung cấp năng lượng cao và đầu ra tia laser chất lượng cao

Laser sợi xung thường thích hợp cho:

· Gia công chính xác các vật liệu không chịu được tác động nhiệt mạnh hoặc vật liệu giòn như gia công chip điện tử, gốm thủy tinh và các bộ phận sinh học y tế

· Vật liệu có độ phản xạ cao và dễ làm hỏng đầu laser do phản xạ. Ví dụ, gia công vật liệu đồng và nhôm

· Xử lý bề mặt hoặc làm sạch bên ngoài các bề mặt dễ hư hỏng

· Xử lý các tình huống đòi hỏi công suất lớn, khả năng xuyên sâu trong thời gian ngắn như cắt tấm dày, khoan vật liệu kim loại, v.v.

· Trường hợp xung được yêu cầu làm đặc tính tín hiệu. Chẳng hạn như thông tin liên lạc sợi quang và cảm biến sợi quang, v.v.

· Được sử dụng trong lĩnh vực y sinh để phẫu thuật mắt, điều trị da và cắt mô, v.v., với chất lượng chùm tia cao và hiệu suất điều chế

· Trong in 3D, có thể đạt được việc sản xuất các bộ phận kim loại với độ chính xác cao hơn và cấu trúc phức tạp hơn

Có một số khác biệt giữa laser sợi quang xung và laser sợi quang liên tục về nguyên lý, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng, và mỗi loại đều phù hợp cho những dịp khác nhau. Laser sợi quang xung phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất điều chế và công suất cực đại, chẳng hạn như xử lý vật liệu và y sinh, trong khi laser sợi quang liên tục phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ ổn định cao và chất lượng chùm tia cao, chẳng hạn như truyền thông và nghiên cứu khoa học. Việc lựa chọn loại laser sợi quang phù hợp dựa trên nhu cầu cụ thể sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc và chất lượng ứng dụng.