V današnji hitro spreminjajoči se laserski tehnologiji, trdnimi laserji in vlaknin laserjev kot dva glavna laserska proizvoda, vsak v industrijski proizvodnji, znanstvenih raziskavah, vojaških aplikacijah in drugih področjih, ki prikazujejo edinstven čar in prednosti.
Prvič, tehnično načelo in razlike v uspešnosti
① Pridobite medij
Laser iz vlaken (vlaknin laser) se uporablja kot redek zemeljski element dopiran stekleni vlakni medij. Pod delovanjem svetlobe črpalke se v vlaknu tvori visoka gostota moči, kar ima za posledico preobrat števila delcev v ravni laserske energije in ustvari laserska nihanja s pozitivno povratno zanko resonančne votline. Laserji vlaken so kompaktni, ne potrebujejo zapletenih hladilnih sistemov, prilagodljivost vlaken pa je bolj ugodna pri večdimenzionalnih aplikacijah prostorske obdelave.
V središču laserja vlaken je optična vlakna, prožna, tanka stekla ali plastična nitka, znana po zmožnosti usmerjanja svetlobe na dolge razdalje z minimalno izgubo. Ta vlakna deluje kot aktivni medij za laser in je osrednjega pomena za njegovo delovanje. Vendar pa so za razliko od neokrnjenih steklenih ali plastičnih vlaken, ki se uporabljajo v telekomunikacijah, vlakna v laserjih vlaken dopiran z redkimi zemeljskimi elementi, kot sta Erbium ali Ytterbium. Ta doping uvaja energetska stanja, ki so potrebna za delovanje laserja, kar omogoča vlakno, da ne le neposredno svetlobo, ampak ga tudi ojača.
Laserji v trdnih stanju (SSL) so osredotočeni na njihov edinstven medij za pridobivanje, trden material in običajno sestavljeni iz štirih glavnih komponent: medij za pridobivanje, hladilni sistem, optično resonančno votlino in vir črpalke. Medij za pridobivanje, kot je ruby (Cr: al₂o) ali neodimij dopirani ytrium-aluminijski granat (ND: YAG), je duša trdnega laserja, aktivacijski ioni, dopirani v njej (npr, nd³⁺), pa se spreminjajo število delcev luči, da ustvarijo lasersko svetlobo. Hladilni sistem je odgovoren za odstranjevanje toplote, nabrane znotraj dobička zaradi laserskega ustvarjanja in zagotavljanja stabilnega delovanja laserja. Optična resonatorska votlina ustvarja neprekinjeno nihanje s pozitivnimi povratnimi informacijami fotonov, da izdeluje zelo enobarvni in zelo usmerjen laserski žarek.
② uspešnost in učinkovitost
Laserji vlaken so znani po odlični električni učinkovitosti, zahvaljujoč naravi optičnih kablov, ki vodijo svetlobo z minimalno izgubo. Ta funkcija omogoča, da so laserji iz vlaken neverjetno energetsko učinkoviti in pogosto dosegajo učinkovitost, ki presega 30%.
Laserji v trdnih stanju so običajno manj učinkoviti, kar lahko pripišemo večjim izgubam njihovega večjega medija za pridobitev in potrebam po visokointenzivnih svetilkah za črpanje.
Kakovost snopa: neposredno vpliva na učinkovitost laserja v natančnih aplikacijah.
Delovanje laserjev z enim načinom zagotavlja neverjetno visoko kakovost snopa, za katero je značilno tesno ostrenje in minimalno razhajanje.
V trdnih stanju laserji, hkrati pa sposobni dovajati kakovostne žarke, se pogosto borijo za ujemanje kakovosti žarka laserjev vlaken, zlasti pri višji ravni moči.
Kljub manjši učinkovitosti in kakovosti snopa, trdni laserji niso brez njihovih prednosti. Imajo močne zmogljivosti za skaliranje moči, zaradi katerih so primerne za uporabo z visoko močjo. V trdnih stanju so lahko zasnovani tako, da proizvajajo neverjetno visoke ravni moči s povečanjem velikosti dobička in moči črpalke, kar za laserje vlaken ni tako preprosto zaradi velikosti vlaken in omejitev odvajanja toplote.
④ stabilnost
Laserji vlaken so zelo stabilni. Njegova struktura vlaken je neobčutljiva na spremembe v okolju (npr. Temperatura, vlažnost, vibracije itd.) In lahko ohrani stabilno delovno stanje v strožjih okoljih. Hkrati se šteje, da so laserji iz vlaken bolj trpežni in prilagodljivi za okoljske spremembe, ker imajo trdno stanje in ne vsebujejo optičnih komponent prostega prostora.
V trdnih stanju so relativno nestabilni, spremembe okoljskih dejavnikov pa imajo lahko večji vpliv na njihovo uspešnost.
⑤ -ogrevanje zmogljivosti
Laserji vlaken imajo odlične zmogljivosti odvajanja toplote. Njen dobiček je optična vlakna, ki ima veliko razmerje med površino in volumnom, toploto pa lahko hitro oddaja, tako da lahko dolgo deluje stabilno in prenese veliko moč.
Laserji v trdnih stanju je razmeroma težko razpršiti toploto in so nagnjeni k težavam s toplotnim učinkom med delovanjem z visoko močjo, kar vpliva na delovanje in življenjsko dobo laserja.
Stroški velikosti in vzdrževanja
Laserji iz vlaken so zelo kompaktni in potrebujejo malo vzdrževanja. Majhna velikost vlaknin in odsotnost zunanjih ogledal močno zmanjša težave poravnave, povezane s trdnimi laserji. Poleg tega odlična sposobnost vlaken za razprševanje toplote pogosto odpravlja potrebo po aktivnem hlajenju, kar še dodatno zmanjša zahteve glede vzdrževanja. Prav tako so laserji vlaken običajno varnejši za delovanje, ker je laser omejen znotraj vlakna, kar zmanjšuje tveganje za naključno izpostavljenost.
Poravnava ogledal v trdnih laserjih je ključnega pomena za njihovo delovanje in zahteva periodično preverjanje in nastavitev, kar povečuje prizadevanja za vzdrževanje. Poleg tega trdni laserji običajno potrebujejo aktivno hlajenje za upravljanje toplote, ustvarjene v dobičljivem mediju, ki ne samo dodaja kompleksnost sistema, ampak tudi poveča zahteve glede vzdrževanja. V trdnih državnih laserjih so ponavadi večji od laserjev vlaken. Potreba po velikem dobičku vmesna in zunanja ogledala povečuje njihovo velikost in težo, kar omejuje njihovo primernost za aplikacije, omejene s prostorom.
Drugič, območja uporabe
Laserji vlaken sijejo na področju industrijskega rezanja in varjenja s svojo visoko močjo, visoko kakovostjo žarka, dobro odvajanje toplote in stabilnostjo. Laserji vlaken so še posebej primerni za rezanje in varjenje debelih plošč kovinskih materialov, njihova visoka elektro-optična učinkovitost pretvorbe in brez prilagoditve pa brez vzdrževanja močno zmanjšuje stroške uporabe in težav z vzdrževanjem. Hkrati visoka toleranca laserja vlaken do ostrih delovnih okolij, kot so prah, vibracija, vlaga itd. Nenehni laserji imajo visoko stopnjo penetracije na področju makro obdelave, kjer so postopoma nadomeščali tradicionalne metode obdelave.
Laserji v trdnem stanju so edinstveni na področju ultra natančnosti in ultra-mikro obdelave s svojo visoko največjo močjo, veliko impulzno energijo in laserskim izhodom kratke valovne dolžine (npr. Green, UV). V procesih, kot so označevanje, rezanje, vrtanje in varjenje kovinskih/nemetalnih materialov, lahko laserji v trdnem stanju dosežejo večjo natančnost obdelave in širšo uporabnost materiala. Zlasti pri visoko natančnem varjenju nekovinskih materialov in 3D-tiskarju, trdni laserji, so postali izbira opreme, ki jo lahko izbirajo zaradi svojih laserjev s kratko valovno dolžino z majhnimi toplotnimi učinki in visoko natančnostjo obdelave. Laserji v trdnem stanju se uporabljajo predvsem na področju natančnosti mikromahiniranja nevidnih materialov in tankih, krhkih in drugih kovinskih materialov zaradi njihovih kratkih valovnih dolžin (ultravijolični, globoki ultravijolični), kratkih širini pulza (pikosekund, femtosekund) in visoke moči. Poleg tega se trdni laserji pogosto uporabljajo pri vrhunskih znanstvenih raziskavah na okoljskih, medicinskih in vojaških področjih.
Tretjič, tržni delež
Kitajska je v procesu preobrazbe in nadgradnje proizvodne industrije iz proizvodnje nizke do višjega cenovnega razreda, delež proizvodnje nizkega cenovnega razreda je visok, trg makro-obdelave pa zajema tako nizko proizvodnjo kot del proizvodnje višjega cenovnega razreda, zato je povpraševanje na trgu velika, zato je tržna zmogljivost laserjev velike.
Lokalizacija lokalizacije domačih sredstev in z nizko močjo je visoka, proizvajalci proizvodnje domačega obsega. Glede na poročilo o razvoju laserske industrije kitajske laserske industrije kaže, da je laser z nizko močjo v celoti uresničil domačo nadomeščanje; Laser z neprekinjenimi vlakninami srednje moči, domača kakovost in njegova očitna prikrajšanost, cena je očitna, tržni delež je enakovreden; Domače blagovne znamke z visoko moči so dosegle nekaj prodaje.
Kar zadeva laserje v trdnih državah, zaradi poznega razvoja domačega ni nobenega kotiranja podjetij s tem izdelkom kot glavnim podjetjem, na splošno kupujejo tuje blagovne znamke.
Laserji vlaken se uporabljajo predvsem na področju makro-predelave zaradi njihove visoke izhodne moči (lasersko makro obdelava se na splošno nanaša na obdelavo dimenzij in oblik, kjer laserski žarek vpliva na objekt v območju milimetrov); Laserji v trdnem stanju se pogosto uporabljajo na področju mikroprocesiranja (mikroprocesiranje se na splošno nanaša na obdelavo dimenzij in oblik, kjer natančnost doseže mikrometer ali celo nanometer) zaradi njihovih kratkih valovnih dolžin, ozko širine impulzov, visokih vrhov in drugih prednosti.
Na splošno imajo trdni laserji in vlaknasti laserji svoja uporaba. Oba nimata neposredne konkurence na večini polj, na področju mikromahiniranja na področju obdelave kovinskih materialov, v kovini do določene debeline primera zaradi stroškovnih razlogov, polje običajno uporablja tradicionalni način ali vlaknaste laserje, le v kovinski debelini tankih ali obdelave zahtev prizora ni občutljivo na stroške uporabe uporabe lase. Poleg tega je stopnja konkurence med obema prekrivanjem nizka, trdno stanja laserjev se uporablja predvsem pri obdelavi nekovinskih materialov (steklo, keramika, plastika, polimeri, embalaža, drugi krhki materiali itd.) In na področju kovinskih materialov se uporabljajo v scenarijih, ki potrebujejo visoko natančnost in so relativno obstoječi.
