В днешната ера на бързото развитие на лазерната технология, лазерите на твърдо състояние и лазерите на влакната, тъй като два основни основни лазерни продукти, показаха своя уникален чар и предимства в много области като индустриално производство, научни изследвания и военни приложения.
1. Технически принципи и разлики в изпълнението
① Спечелете среда
Лазерите от влакна използват редки стъклени влакна, легирани със сервонар, като натрупване на среда. При действието на помпата светлината на помпата се образува висока плътност на мощността във влакното, което води до инверсия на популацията на нивото на лазерната енергия и лазерното колебание се генерира чрез положителната обратна връзка на резонансната кухина. Лазерите от влакна са компактни и не изискват сложна охлаждаща система, а гъвкавостта на влакното ги прави по-изгодни в многоизмерните приложения за обработка на пространството.
Ядрото на лазер от влакна е оптично влакно, гъвкаво, тънки от косата стъкло или пластмасова нишка, известна със способността си да ръководи светлината на дълги разстояния с минимална загуба. Фибрите действат като среда за активно усилване на лазера и е сърцевината на работата на лазера. Въпреки това, за разлика от неоткритите стъклени или пластмасови влакна, използвани в телекомуникациите, оптичното влакно в лазер от влакна е легирано с редки земни елементи като ербий или итербий. Този допинг въвежда енергийните състояния, необходими за лазерна работа, което позволява на влакното не само да ръководи светлината, но и да го усилва.
Твърдо състояние лазер (SSL) е съсредоточен върху неговия уникален среден материал за усилване и обикновено се състои от четири части: усилване на средата, охладителна система, оптична резонансна кухина и източник на помпа. Печелете среда, като Ruby (CR: Al₂o₃) или алуминиев гранат, лекуван с неодимов (ND: YAG), е душата на твърдите лазери. Активираните йони (като ND³⁺), легирани вътре в него, постигат инверсия на броя на частиците под действието на помпата, като по този начин генерират лазер. Системата за охлаждане е отговорна за отнемането на топлината, натрупана вътре в усилващата среда поради лазерно генериране, за да се осигури стабилна работа на лазера. Оптичната резонансна кухина образува непрекъснато трептене чрез положителна обратна връзка на фотоните и извежда силно монохроматичен и силно насочен лазерен лъч.
②Performance и ефективност
Лазерите от влакна са известни с изключителната си електрическа ефективност, благодарение на естеството на оптичните кабели на влакната, които извършват светлина с минимални загуби. Тази функция прави фибри лазерите невероятно енергийно ефективни, често постигайки ефективността над 30%. Лазерите с твърдо състояние обикновено са по-малко ефективни, вероятно поради по-високите загуби на тяхната обемна среда за усилване и необходимостта от лампи с висока интензивност за изпомпване.
③ КАЧЕСТВО КАЧЕСТВО: Директно влияе върху ефективността на лазера при прецизни приложения. Едномодовата работа на влакнести лазери може да осигури невероятно високо качество на лъча, характеризиращо се с плътно фокусиране и минимална дивергенция. Въпреки че лазерите от твърдо състояние са способни да осигуряват висококачествени греди, те често са трудни за съответствие на качеството на лъча на лазерите на влакната, особено при по-високи нива на мощност. Въпреки по-ниската ефективност и качеството на лъча, лазерите от твърдо състояние не са без своите предимства. Те имат мощни възможности за мащабиране на мощността и са много подходящи за приложения с висока мощност. Лазерите от твърдо състояние могат да бъдат проектирани да произвеждат невероятно високи нива на мощност чрез увеличаване на размера на средата за усилване и мощността на помпата, което не е толкова просто за лазерите на влакната поради ограниченията на размера на фибрите и разсейването на топлината.
④ Лазерите за стабилност имат висока стабилност. Тяхната структура на влакната е нечувствителна към промените в околната среда (като температура, влажност, вибрации и т.н.) и може да поддържа стабилно работно състояние в сравнително тежки среди. В същото време лазерите от влакна използват твърдо състояние и не съдържат оптични компоненти на свободно пространство, така че те се считат за по-трайни и могат да се адаптират към промените в околната среда. Лазерите в твърдо състояние имат сравнително лоша стабилност и промените в факторите на околната среда могат да окажат по-голямо влияние върху тяхното представяне.
⑤ Лазерите на топлинното разсейване на топлината имат отлична ефективност на разсейване на топлина. Неговата среда за усилване е оптично влакно, което има голямо съотношение на площта към обема на повърхността и обема, а топлината може да се разсейва бързо, така че може да работи стабилно за дълго време и може да издържи на висока мощност. Топлинното разсейване на лазерите с твърдо състояние е сравнително трудно и проблемите с термичния ефект са склонни да се появят при работа при висока мощност, което влияе върху производителността и живота на лазера.
⑥ Лазерите за размери и поддръжка на разходите са много компактни и почти без поддръжка. Малкият размер на влакното и отсъствието на външни огледала значително намаляват проблемите с подравняването, свързани с лазерите с твърдо състояние. В допълнение, отличната способност за разсейване на топлината на влакното обикновено не изисква активно охлаждане, като допълнително намалява изискванията за поддръжка. В същото време лазерите от влакна обикновено са по -безопасни за работа, тъй като лазерът е ограничен в рамките на влакното, намалявайки риска от случайно излагане. Подравняването на огледалата в лазери от твърдо състояние е от решаващо значение за тяхната работа и изисква редовна проверка и корекция, което увеличава натоварването на поддръжката. В допълнение, лазерите от твърдо състояние обикновено изискват активно охлаждане, за да управляват топлината, генерирана в средата за усилване, което не само увеличава сложността на системата, но и увеличава изискванията за поддръжка. Лазерите от твърдо състояние са склонни да бъдат по-големи от лазерите от влакна. Необходимостта от големи огледала и външни огледала увеличава техния размер и тегло, ограничавайки тяхната приложимост в приложения с ограничено пространство.
2. Полета за приложение
Лазерите от влакна блестят в областта на промишленото рязане и заваряване със своята висока мощност, високо качество на лъча, добри показатели и стабилност на разсейването на топлината. Лазерите от влакна са особено подходящи за дебело рязане на плоча и заваряване на метални материали. Тяхната висока електрооптична ефективност на преобразуване и дизайн без приспособяване и без поддръжка значително намаляват разходите за употреба и трудността на поддръжката. В същото време високата толерантност на лазерите на влакната към тежки работни среди, като прах, вибрации, влажност и т.н., също ги кара да се представят добре в различни индустриални обекти. Непрекъснатите лазери имат висока степен на проникване в областта на макро обработката и постепенно заместват традиционните методи за обработка в тази област.
Лазерите от твърдо състояние са уникални в областта на ултра прецизност и ултра-микро-микро обработка с тяхната висока пикова мощност, голяма импулсна енергия и лазерна изхода с къса вълна (като зелена светлина и ултравиолетова светлина). В процеси като маркиране на метални/неметални материали, рязане, пробиване и заваряване, лазерите от твърдо състояние могат да постигнат по-висока точност на обработка и по-широка приложимост на материалите. Особено при високо прецизно заваряване и леко лечение на 3D печат на неметални материали, лазерите от твърдо състояние са се превърнали в предпочитаното оборудване поради своите лазери с къса вълна с малки топлинни ефекти и висока точност на обработка. Лазерите с твърдо състояние се използват главно в полето на прецизно микро-обшиване на неметални материали и тънки, чупливи и други метални материали поради тяхната къса дължина на вълната (ултравиолетова, дълбока ултравиолетова), къса ширина на импулса (пикосекунда, фемтосекунда) и висока пикова мощност. В допълнение, твърдите лазери се използват широко в авангардни научни изследвания в областта на околната среда, медицината, военните и т.н.
3. Пазарен дял
Моята страна е в процес на трансформация и модернизиране на производството от производство от нисък клас до производство от висок клас. Производственото производство от нисък клас представлява висок дял. Пазарът на макро обработка обхваща както производството на нисък клас, така и някои от висок клас производство. Търсенето на пазара е голямо. Следователно пазарният капацитет на лазерите от влакна е сравнително голям.
Степента на локализиране на вътрешните лазери с ниска мощност е висока и има много вътрешни мащабни производители. Според „Докладът за развитие на лазерната индустрия в Китай“, лазерите с ниска мощност са напълно заменени от домашни продукти; По отношение на непрекъснатите фибри за непрекъснати влакна, вътрешното качество няма очевидни недостатъци, предимството на цените е очевидно, а пазарният дял е еквивалентен; По отношение на непрекъснатите влакна с висока мощност, домашните марки са постигнали частични продажби.
Що се отнася до солидните лазери, поради късното развитие в Китай, понастоящем няма изброени компании с този продукт като основен бизнес и те обикновено купуват чуждестранни марки.
Лазерите от влакна се използват главно в областта на макро обработката поради тяхната висока мощност на изхода (лазерната макро обработка обикновено се отнася до обработката на размера и формата на обработващия обект с влиянието на лазерния лъч върху обработващия обект в обхвата на милиметъра ); Твърдите лазери се използват широко в полето на микро обработка поради техните предимства като къса дължина на вълната, тесна ширина на импулса и висока пикова мощност (микро обработката обикновено се отнася до обработката на размера и формата с прецизно достигане на микрометър или дори нивото на нанометър ), което води до определени разлики между потребителите на твърди лазери и лазери от влакна.
По принцип твърдите лазери и фибри лазери имат различни полета за приложение и всяка от тях има собствено поле за кандидатстване. Няма пряка конкуренция между двете в повечето области. В областта на обработката на метални материали, която се припокрива с полето на микро обработка, когато металът достигне определена дебелина, това поле обикновено приема традиционните методи или влакнести лазери поради причини за разходите. Твърдите лазери се използват само в сцени с тънка метална дебелина или високи изисквания за обработка и нечувствителни към разходите. В допълнение, конкуренцията припокриване между двете е ниско. Твърдите лазери се използват главно за обработка на неметални материали (стъкло, керамика, пластмаси, полимери, опаковки, други чупливи материали и т.н.), а в полето на метални материали се използват в сцени с високи точни изисквания и изисквания и изисквания и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за прецизност и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и високи прецизни изисквания и изисквания и изисквания за точност и изисквания и изисквания за точност и с високи точни изисквания Сравнително нечувствителен към разходите.
