A máquina de marcação a laser é útil? A tendência de desenvolvimento da máquina de marcação a laser de fibra

Introdução à tendência de desenvolvimento da fibra máquina de marcação a laser no futuro

A tendência de desenvolvimento da máquina de marcação a laser de fibra no futuro reflete-se principalmente nos dois aspectos a seguir:

　　 (1) Melhoria do desempenho do laser de fibra: Como melhorar a potência de saída e a eficiência de conversão, otimizar a qualidade do feixe, encurtar o comprimento da fibra de ganho, melhorar a estabilidade do sistema e torná-lo mais compacto e compacto é o foco de pesquisas futuras no campo dos lasers de fibra.

　　 (2) Desenvolvimento de um novo tipo de laser de fibra: No domínio do tempo, os lasers de fibra bloqueados no modo de pulso ultracurto com um ciclo de trabalho menor sempre foram um ponto quente no campo do laser. Pulsos de femtosegundo de alta potência Os lasers de fibra sempre foram uma meta de longo prazo perseguida pelas pessoas. No domínio da frequência, a saída de banda larga e os lasers de fibra sintonizáveis ​​se tornarão um ponto importante de pesquisa.

　　A pesquisa do laser de fibra foi iniciada desde o final da década de 1980, porque pode gerar pulsos ultracurtos. Tem perspectivas de aplicação muito amplas, por isso países ao redor do mundo têm demonstrado grande entusiasmo pela pesquisa do laser de fibra. Comparados com outros tipos de lasers, os lasers de fibra apresentam vantagens notáveis, como alta confiabilidade, estrutura simples, preço baixo e alta eficiência de conversão.

　　 A investigação nacional neste campo também foi realizada relativamente cedo, e muitos resultados de investigação foram obtidos tanto teórica como experimentalmente. No entanto, em comparação com países estrangeiros, ainda existe uma grande lacuna. Em particular, existem relativamente poucos estudos sobre lasers de fibra de alto desempenho, e o trabalho realizado em aplicações práticas está longe de ser suficiente e o efeito não é muito satisfatório. Portanto, é necessário fortalecer ainda mais a pesquisa sobre lasers de fibra com modo bloqueado passivamente.

　　 Em 1963, Snitzer relatou pela primeira vez um laser de fibra dopado com Nd, 10, e assim iniciou o aumento na pesquisa de laser de fibra. Especialmente nos últimos anos, com o progresso alcançado na concepção e fabrico de fibras ópticas, a produção de lasers de fibra continuou a aumentar, e a potência de saída CW de um único dispositivo de fibra óptica aumentou de centenas de watts para quilowatts. Ao mesmo tempo, a melhoria na tecnologia de fabricação de fibra óptica de alta qualidade com grande diâmetro de revestimento e grande abertura numérica facilita a obtenção de um acoplamento eficaz com a potência da bomba do diodo.

A vantagem mais significativa dos lasers de fibra é a sua eficiência de bombeamento extremamente alta. Em circunstâncias normais, a eficiência de conversão da bomba é de 70% a 75%, o que é muito maior do que a dos lasers de estado sólido bombeados por diodo industrial (DPSSL). Essa alta eficiência de conversão reduz os requisitos de resfriamento e energia do sistema laser e pode ser mais compacto do que os lasers de estado sólido tradicionais. Além disso, a estrutura totalmente em fibra pode fornecer um design de embalagem muito robusto e altamente confiável. Além disso, os lasers de fibra podem melhorar significativamente a qualidade do feixe de saída.

Outra vantagem importante é que a tecnologia laser de fibra pode prolongar bastante a vida útil do dispositivo (em comparação com o DPSSL atual). Essa vantagem fez com que as empresas de laser industrial atentas aos lasers de fibra continuassem a aumentar seus investimentos nos últimos anos. , Porque o trabalho de confiabilidade de longo prazo é muito importante no nível do aplicativo. Os lasers de fibra também têm outras vantagens: como o meio laser do laser de fibra é um meio de onda guiada, ele possui alta eficiência; o laser de fibra pode ser facilmente conectado ao atual sistema de transmissão de fibra óptica de forma eficiente; o núcleo da fibra pode ser muito fino, o que pode atingir alta densidade de potência; o desempenho de dissipação de calor da fibra é bom, então o laser de fibra tem uma alta eficiência de conversão e um limite muito baixo; o comprimento de onda de saída do laser de fibra cobre uma faixa muito ampla, de 400 a 3400 nm, que pode atender às necessidades de diversas aplicações. Comunicação, militar, medicina, etc. têm perspectivas de aplicação muito boas. As vantagens dos lasers de fibra determinam a futura posição dominante das máquinas de marcação a laser de fibra.

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Como representantes da tecnologia laser de terceira geração, os lasers de fibra têm as seguintes vantagens:

(1) O baixo custo de fabricação da fibra de vidro, a tecnologia madura e a viabilidade da fibra. As vantagens da miniaturização e da intensidade;

(2) A fibra de vidro não precisa ter uma correspondência de fase estrita da luz da bomba incidente como um cristal, o que se deve ao alargamento não uniforme da matriz de vidro causado pela divisão de Stark e pela banda de absorção.

(3) O material de vidro tem uma relação volume-área extremamente baixa, rápida dissipação de calor, baixa perda, de modo que a eficiência de conversão ascendente é alta e o limite do laser é baixo;

(4) O comprimento de onda do laser de saída é grande: isso ocorre porque o nível de energia dos íons de terras raras é muito rico e existem muitos tipos de íons de terras raras;

(5) Sintonização: devido ao amplo nível de energia dos íons de terras raras e ao espectro de fluorescência da fibra de vidro mais amplo.

(6) Como o laser de fibra não possui lente óptica na cavidade ressonante, ele tem as vantagens de ser livre de ajustes, livre de manutenção e alta estabilidade, o que é incomparável aos lasers tradicionais.

(7) A exportação de fibra torna o laser facilmente competente para diversas aplicações de processamento de espaço multidimensional e arbitrário, tornando o projeto do sistema mecânico muito simples.

(8) Competente em ambientes de trabalho adversos, com alta tolerância a poeira, choque, impacto, umidade e temperatura.

(9) Não há necessidade de resfriamento termoelétrico e resfriamento a água, apenas simples resfriamento a ar.

(10) Alta eficiência eletro-óptica: A eficiência eletro-óptica abrangente chega a 20%, o que economiza muito o consumo de energia durante o trabalho e economiza custos operacionais.

(11) De alta potência, o atual laser de fibra comercial é de seis quilowatts.

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