Laser serat awaltelahrendah kecekapan Dankuasa, dan terhad, sehingga kaedah yang lebih berkesan untuk menyampaikan rasuk pam kepada pelapisan muncul.
Ini adalah kaedah yang boleh mengatasi batasan kaedah pelancaran sebelumnya-kaedah rasuk sampingan-pam membantu melepaskan potensi sebenar laser serat, membuka era baru laser gentian kuasa tinggi dan penguat, dan benar-benar mengubah perkembangan teknologi serat. Perkembangan selanjutnya telah menggalakkan penggunaan laser gentian secara besar-besaran dalam bidang aplikasi yang berbeza seperti industri, sains, dan peralatan perubatan. Pembangunan laser gentian perindustrian boleh dibahagikan kepada dua peringkat, yang dicirikan oleh gabungan kuasa dan penukar kecerahan.
Gabungan kuasa pada peringkat pertama mengandungi pelbagai pakej pam diod laser, direka untuk menggabungkan cahaya multimode mereka dengan berkesan ke dalam gentian penghantaran pasif. Penggunaan pembungkusan diod satu keluaran berlebihan boleh memastikan kebolehpercayaan laser yang tinggi. Terdapat dua cermin grating Bragg serat dalam rongga optik laser, yang terletak di teras tunggal tunggal pusat, yang merupakan serat kesucian tinggi dengan pelapis yang ditipu dengan pelbagai unsur-unsur nadir bumi.
Rongga optik ini menukar cahaya diod berkualiti rendah ke dalam rasuk laser satu mod. Salah satu gratings Bragg gentian berfungsi sebagai reflektor keseluruhan, dan yang lain berfungsi sebagai reflektor separa atau pasangan output. Tiada unsur-unsur lain yang dititik dalam pelapisan pelbagai mod, yang hanya mengeluarkan cahaya pam diode. Struktur pepejal laser gentian menjadikannya kebal terhadap faktor persekitaran seperti habuk, kelembapan, dan gangguan udara ruang bebas.
Kecekapan elektrik kaedah pengepman keseluruhan melebihi 50%, dan kuasa output satu modul tunggal adalah kira-kira 2kW-3kW. Output modul tunggal boleh digunakan secara langsung atau dalam kombinasi untuk menyediakan output pencerahan tinggi lebih daripada 100 kW, menjadikan laser gentian ini sesuai untuk pelbagai aplikasi perindustrian.
Kaedah operasi
Laser serat boleh dibahagikan kepada gelombang berterusan (CW), gelombang quasi-berterusan (QCW), nadi nanosecond, picosecond ultrafast atau nadi femtosecond dan mod gelombang cahaya yang lain. Laser gelombang berterusan boleh memberikan output yang stabil dalam kuasa output maksimum yang dinilai, dan boleh diubahsuai kepada 50kHz mengikut kuasa output, tetapi modulasi tidak akan meningkatkan kuasa puncak mereka. Laser gelombang berterusan digunakan dalam banyak bidang. Yang paling ketara adalah memotong dan kimpalan logam. Mereka juga boleh digunakan untuk rawatan brazing, percetakan 3D, pelapisan dan haba.
Nadi panjang yang dihasilkan oleh 10 laser QCW boleh meningkatkan tenaga nadi dan kuasa output puncak sebanyak 10 kali, dan tempoh nadi panjang adalah 10?s-100000?s. Sebagai contoh, laser QCW dengan kuasa purata 300W mempunyai kuasa puncak 3kW dan tenaga nadi 30J. Laser QCW terutamanya digunakan untuk kimpalan, penggerudian dan operasi pemotongan khas, seperti memotong logam yang sangat mencerminkan atau bahan-bahan lain. Julat kuasa puncak mesin model QCW standard adalah 1kW-20kW, dan kos operasi jauh lebih rendah daripada teknologi laser kompetitif lain yang boleh melakukan output yang sama.
Laser gentian bertukar nanosecond Q boleh menyediakan julat kuasa output purata dari 10W hingga 2kW. Dalam julat 1ns-1000ns, tempoh nadi boleh ditetapkan atau boleh dilaraskan (pengguna boleh memilih untuk pra-program). Tenaga nadi laser biasa adalah dalam 10W-300W, yang hampir dengan kualiti rasuk satu mod yang digunakan untuk pemprosesan mikro, sehingga kira-kira 1mJ. Bergantung kepada model, laser ini boleh dimodulasikan dari kilohertz ke megahertz. Laser nadi dengan kuasa purata yang lebih tinggi digunakan untuk rawatan permukaan berkelajuan tinggi, dan tenaga nadi boleh mencapai 100mJ, yang boleh merealisasikan kawasan pemprosesan yang lebih besar.
Ultrafast picosecond dan laser gentian femtosecond mempunyai tempoh nadi antara 200fs hingga beberapa picoseconds, dengan kuasa purata 10W-200W, dan boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi mikroproses, termasuk logam dan bukan logam.
Teras laser aktif laser gentian boleh dikuasai dengan satu atau lebih atom aktif untuk menghasilkan output standard dalam beberapa julat spektrum.
Julat panjang gelombang
Doping satu atau lebih atom aktif dalam teras laser aktif laser serat boleh menghasilkan output standard dalam beberapa julat spektrum . Sebagai contoh, doping dengan atom ytterbium (Yb) boleh menghasilkan output antara 1030nm dan 1080nm; doping dengan atom erbium (Er) boleh menghasilkan panjang gelombang antara 1500nm dan 1570nm; doping dengan atom thulium (Tm) boleh menghasilkan cahaya 1900nm- 2050nm. Double atau tiga kali ganda kekerapan garisan asas ini, dan ia adalah laser yang boleh mengeluarkan rasuk hijau (515nm-550nm) dan rasuk ultraviolet (-355nm).
Julat yang boleh dicapai daripada anjakan Raman ytterbium gelombang asas diperluaskan kepada 1.15µm-1.8µm. Penggandaan lanjut panjang gelombang membolehkan laser gentian untuk bekerja dalam julat cahaya yang kelihatan 515nm-635nm. Di samping itu, laser negeri pepejal hibrid yang dipam oleh laser gentian gelombang berterusan yang disalin dengan thulium atau erbium boleh memberikan output pertengahan infared dalam julat 1.9 μm ke> 5 μm.
