ما هو الليزر الليفي؟ التعريف والميزات والمبادئ والأنواع والبصريات والاستخدامات والتكاليف

جدول المحتويات
ما هو ليزر الألياف؟
ميزات الليزر الليفي
التكوين والمبدأ
بصريات ليزر الألياف
أنواعه واستخداماته
تكاليف الليزر الليفي

ما هو ليزر الألياف؟

ليزر الألياف هو نوع من أنواع ليزر الحالة الصلبة حيث يكون وسط الكسب عبارة عن ألياف زجاجية مخدرة بعناصر أرضية نادرة. هذا يسمح بتحويل كهروضوئي عالي الكفاءة ، وبنية بسيطة ، وجودة شعاع جيدة. 

أصبح هذا النظام سائدًا في تطورات تكنولوجيا الليزر والتطبيقات الصناعية. تتضمن بعض أسباب ذلك البصمة الصغيرة للألياف الضوئية ، مما يعني أن لها قابلية تطبيق واسعة ومعدل استخدام مرتفع في مجالات التصنيع والمعالجة النهائية. سبب آخر هو قابلية المعالجة العالية لليزر الليفي ، مما يسمح باستخدامه في العديد من التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك ، فقد حسنت جودة الحزمة ، والتي يمكن أن تزيد من تأثير خفض التكلفة وتحسين الكفاءة لمؤسسات التصنيع.

ميزات الليزر الليفي

• ليزر أحادي السطوع عالي السطوع ، يتم تحقيقه عن طريق ضخ مصدر ضوء LD عالي الطاقة ومنخفض السطوع من طيف امتصاص العناصر الأرضية النادرة من خلال بنية الألياف المزدوجة.
• تصميم صغير ومرن وكفاءة تحويل عالية وقدرة على العمل في ظل ظروف قاسية بفضل نظام التبريد الفعال.
• إنتاج عوارض عالية الجودة ذات كفاءة تحويل عالية وعتبة منخفضة.
• خرج ليزر في نطاق 0.38-4um ، تم تحقيقه باستخدام عناصر أرضية نادرة مختلفة.
• اختيار طول موجي سهل وقابل للضبط ، ونطاق ضبط واسع.
• اقتران جيد ودرجة عالية من التوافق مع أنظمة الاتصالات البصرية الحالية.
• تعمل أجهزة الألياف البصرية والألياف الضوئية على تقليل التكاليف الهيكلية بشكل كبير.

التكوين والمبدأ

مثل أنواع الليزر الأخرى ، يتكون ليزر الألياف من ثلاثة أجزاء: وسيط كسب ، ومصدر مضخة ، وتجويف طنين. بالنسبة لوسط الكسب ، يستخدم ليزر الألياف أليافًا نشطة مخدرة بعناصر أرضية نادرة في جوهرها. بشكل عام ، يتم استخدام ليزر أشباه الموصلات كمصدر للمضخة. يتكون التجويف الرنيني عادةً من مرايا أو أوجه ذات أطراف ليفية أو مرايا ذات حلقات ليفية أو حواجز شبكية من الألياف.

عملية العمل المحددة هي كما يلي: في حالة العمل ، تمتص الألياف النشطة (الألياف المكتسبة) الطاقة التي يوفرها مصدر المضخة. بعد ذلك ، يتم تضخيم الليزر الناتج عن طريق تجويف الرنين المكون من الألياف النشطة وصريف الألياف.

مصدر البذور

يُعرف أيضًا باسم مصدر الإشارة ، ومصدر البذور هو هدف تضخيم الإشعاع في نظام تضخيم الليزر. هنا ، يتم استخدام الليزر الذي يوفر إشارة منخفضة الطاقة "كبذرة" للسماح بتضخيم نظام التضخيم وفقًا لحالة هذه "البذرة".

الألياف الضوئية النشطة

يتم استخدام الألياف النشطة كوسيط كسب ، مع وظيفة تحقيق التضخيم عن طريق تحويل الطاقة من ضوء المضخة إلى ضوء الإشارة.

الألياف الضوئية السلبية

تدرك الألياف الضوئية السلبية بشكل أساسي وظيفة نقل الضوء ولا تشارك في تحويل الطول الموجي. توجد بشكل أساسي حواجز شبكية من الألياف في أنظمة ليزر الألياف ، مع ألياف مطابقة سلبية في عوازل الألياف وألياف نقل طاقة ذات نواة كبيرة متعددة الوسائط في مكونات نقل طاقة الليزر. 

حاليًا ، فإن منتجات الألياف الضوئية السلبية من الموردين المحليين قادرة تقريبًا على تلبية احتياجات الإنتاج ، مع وجود كمية صغيرة فقط من الألياف الضوئية المنفعلة المستخدمة في المنتجات فائقة الطاقة التي لا تزال تستخدم الألياف الضوئية المستوردة.

بصريات ليزر الألياف

مصدر المضخة

يمكن استخدام مصدر المضخة كمصدر مباشر للضوء لإخراج ضوء الليزر في ليزر أشباه الموصلات الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه كمصدر ضوئي للمضخة لتوفير ضوء مضخة عالي الطاقة وعالي السطوع لليزر الليفي.

مجمع المضخة

يمكن دمج الليزر من مصادر متعددة للمضخات وتغذيته في الألياف الضوئية لتحقيق خرج ليزر بمضخة طاقة أعلى.

مجمع الطاقة

يمكن لمجمع الطاقة أن يركب الطاقة من عدة وحدات ليزر ألياف ضوئية عالية الطاقة. إنه أيضًا جهاز أساسي عند إنشاء خرج شعاع ليزر متعدد الأوضاع.

مقضب الألياف

محزوز الألياف عبارة عن محزوز حيود يتم تشكيله عن طريق التعديل المحوري لمؤشر الانكسار لقلب الألياف عبر طريقة معينة. ينتمي مقضب الألياف إلى جهاز مرشح سلبي بالإضافة إلى كونه مكونًا ضروريًا في أي مرنان. كما أنه يحدد الطول الموجي الناتج وعرض النطاق الترددي لليزر ويمكنه التحكم في وضع الليزر وجودة الحزمة.

رئيس ليزر

يعتبر رأس الليزر مكونًا مهمًا لتحقيق الإخراج المرن لمسافات طويلة لليزر عالي الطاقة في موقع التطبيق. إنه متوافق أيضًا مع نظام المعالجة ، مما يعني أنه يمكن نقل الليزر الناتج عن الليزر إلى مادة المعالجة لإكمال تطبيق المعالجة بالليزر.

المعزل

يحمي العازل الليزر ويمنع عودة الضوء من إتلاف أي من المكونات البصرية الأخرى.

متجرد

يمكن أن يزيل المتجرد ضوء الكسوة في الليزر بشكل فعال ، ويحمي أي أجهزة ذات صلة ، ويحسن جودة شعاع الليزر الناتج. يستخدم المغير الصوتي البصري بشكل أساسي داخل الرنان لتعديل نبضة الليزر المطلوبة عبر تقنية تعديل محرك التردد اللاسلكي. إنه أحد المكونات الأساسية لألياف الليزر النبضي Q-switched.

مطابقة النمط

أداة مطابقة الأنماط هي جهاز أساسي يستخدم لربط نوعين مختلفين من الألياف الضوئية لتقليل فقدان الاتصال وتحسين مطابقة مجال وضع الليزر.

أنواعه واستخداماته

اعتمادًا على وضع العمل ، فإن النوعين الأكثر استخدامًا من ليزر الألياف هما الليزر المستمر والليزر النبضي. يمكن استخدامها في القطع واللحام والنقش والنقش والتنظيف وغيرها من السيناريوهات.

الليزر المستمر

يُصدر الليزر المستمر شعاعًا ضوئيًا مستمرًا بقوة ذروة تبلغ 120 كيلو وات. يتم استخدامه في القطع واللحام والنحاس والحفر. لا يزال الليزر شبه المستمر (QCW) نابضًا ولكن بعرض نبضة أطول وقوة قصوى تبلغ 23 كيلو وات ، والتي تُستخدم في القطع واللحام بالقوس والحفر والنحاس وتبريد المعادن (تحسين ليونة المعدن وتقليل مقاومة التيار المستمر). إنها مناسبة بشكل خاص لاستبدال ليزر YAG الذي يتم ضخه بمصباح في لحام البقعة ، وكذلك لحام اللحام وتطبيقات الحفر. يوجد تداخل معين في الوظائف مع الليزر المستمر.

الليزر النبضي

يمكن تقسيم الليزر النبضي إلى ليزر نبضي نانوثانية وبيكوثانية وفيمتوثانية. الليزر النانوسيكوند ذو عرض النبضة الأطول لديه قدرة قصوى تبلغ 1 ميجاوات ويستخدم في النقش والحفر والحفر ومعالجة الأسطح والتبريد والنقش. يتم استخدام ليزر النانو ثانية مع عرض نبضة أقصر للتشطيب الدقيق للتبريد ، رقاقة السيليكون ، وقطع الزجاج. 

ليزر بيكو ثانية مع عرض نبضة يصل إلى مستوى البيكو ثانية لديه طاقة ذروة أكبر من 10 ميجاوات ويستخدم في السواد ، وقطع الياقوت والزجاج ، والقطع الكهروضوئية و OLED. ليزر الفيمتو ثانية بعرض نبضة يصل إلى مستوى فيمتوثانية له قدرة قصوى تزيد عن 29 ميجاوات ، والتي تستخدم لقطع الصفائح المعدنية ، والحفر ، والمعالجة عالية الدقة ، وجراحة العيون.

تكاليف الليزر الليفي

آلة النقش بالليزر الليفي

عادة ما يتراوح سعر آلة النقش بالليزر الليفي من 3,500 دولار إلى 28,500 دولار اعتمادًا على قوى الليزر النبضي ، والتي تتراوح من 20 واط ، 30 واط ، 50 واط ، 60 واط ، 70 واط ، 100 واط.

قطع ألياف الليزر

تبلغ تكلفة آلة القطع بالليزر الليفي ما بين 14,200 دولار و 260,000 دولار ، اعتمادًا على طاقة الليزر المستمرة التي تتراوح من 1000W ، 1500W ، 2000W ، 3000W ، 4000W ، 6000W ، 8000W ، 10000W ، 12000W ، 15000W ، 20000W ، 30000W ، وحتى 40000W.

لحام ألياف الليزر

يتراوح سعر آلة اللحام بالليزر الليفي من 5,400 دولار إلى 58,000 دولار ، اعتمادًا على الأنواع المختلفة بما في ذلك أجهزة اللحام المحمولة (مسدس اللحام بالليزر المحمول) ، واللحام الأوتوماتيكي (تحكم CNC) ، واللحام الآلي مع قوى الليزر المستمرة من 1000W ، 1500W ، 2000W ، و 3000 واط.

منظف ​​ألياف الليزر

يتراوح متوسط ​​سعر آلة تنظيف ألياف الليزر الجديدة من 5,000 دولار إلى 19,500 دولار ، اعتمادًا على طاقة الليزر النبضية التي تتراوح من 50 واط ، 100 واط ، 200 واط ، 300 واط ، وقوة الليزر المستمرة التي تتراوح من 1000 واط ، 1500 واط ، 2000 واط ، 3000 واط.

مصدر من stylecnc.com

إخلاء المسؤولية: يتم توفير المعلومات الموضحة أعلاه بواسطة stylecnc بشكل مستقل عن Alibaba.com. لا تقدم Alibaba.com أي تعهدات وضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات.