Índice del contenido
¿Qué es un láser de fibra?
Características del láser de fibra
Composición y principio
Láser de fibra óptica
Tipos y usos
Costos del láser de fibra
¿Qué es un láser de fibra?
Un láser de fibra es un tipo de láser de estado sólido en el que el medio de ganancia es fibra de vidrio dopada con elementos de tierras raras. Esto permite una alta eficiencia de conversión fotoeléctrica, una estructura simple y una buena calidad de haz.
Este sistema se ha convertido en la corriente principal de los desarrollos de tecnología láser y aplicaciones industriales. Algunas de las razones de esto incluyen la pequeña huella de la fibra óptica, lo que significa que tiene una amplia aplicabilidad y una alta tasa de uso en los campos de procesamiento y fabricación posteriores. Otra razón es la alta adaptabilidad de procesamiento del láser de fibra, que permite su uso en muchas aplicaciones. Además, ha mejorado la calidad del haz, lo que puede maximizar el efecto de la reducción de costos y la mejora de la eficiencia para las empresas de fabricación.
Características del láser de fibra
- Un láser monomodo de alto brillo, que se logra bombeando la fuente de luz LD de alta potencia y bajo brillo del espectro de absorción de los elementos de tierras raras a través de la estructura de fibra de doble revestimiento.
- Diseño pequeño y flexible, alta eficiencia de conversión y capacidad para trabajar en condiciones adversas gracias a su eficaz sistema de refrigeración.
- Producción de vigas de buena calidad con alta eficiencia de conversión y bajo umbral.
- Una salida de láser en la banda de 0.38-4um, realizada mediante el uso de diferentes elementos de tierras raras.
- Una selección de longitud de onda fácil y sintonizable, y un amplio rango de sintonización.
- Buen acoplamiento y alto grado de compatibilidad con los sistemas de comunicación óptica existentes.
- Dispositivos de fibra óptica y fibras ópticas, reduciendo en gran medida los costos estructurales.
Composición y principio
Al igual que otros tipos de láser, un láser de fibra consta de tres partes: un medio de ganancia, una fuente de bombeo y una cavidad resonante. Para el medio de ganancia, el láser de fibra utiliza fibras activas dopadas con elementos de tierras raras en su núcleo. Generalmente, se utiliza un láser semiconductor como fuente de bombeo. La cavidad resonante generalmente se compone de espejos, caras de extremos de fibra, espejos de bucle de fibra o rejillas de fibra.
El proceso de trabajo específico es el siguiente: en el estado de trabajo, la fibra activa (fibra de ganancia) absorbe la energía proporcionada por la fuente de la bomba. Luego, el láser de salida es amplificado por la cavidad resonante compuesta por la fibra activa y la rejilla de fibra.
fuente de semillas
También conocida como fuente de señal, la fuente semilla es objeto de amplificación de radiación en el sistema de amplificación láser. Aquí, el láser que proporciona una señal de baja potencia se utiliza como una "semilla" para permitir que el sistema de amplificación se amplifique de acuerdo con el estado de esta "semilla".
fibra óptica activa
La fibra activa se utiliza como medio de ganancia, con la función de lograr la amplificación al convertir la energía de la luz de la bomba en luz de señal.
fibra óptica pasiva
La fibra óptica pasiva realiza principalmente la función de transmisión de luz y no participa en la conversión de longitud de onda. Hay principalmente rejillas de fibra en los sistemas de láser de fibra, con fibras de adaptación pasivas en aisladores de fibra y fibras de transmisión de energía de núcleo grande multimodo pasivas en los componentes de transmisión de energía láser.
Actualmente, esos productos de fibra óptica pasiva de proveedores nacionales casi pueden satisfacer las necesidades de producción, y solo una pequeña cantidad de la fibra óptica pasiva utilizada en productos de ultra alta potencia todavía usa fibra óptica importada.
Láser de fibra óptica
fuente de bombeo
La fuente de bombeo se puede utilizar como fuente de luz directa para emitir la luz láser en láseres de semiconductores industriales. Además, se puede utilizar como fuente de luz de bombeo para proporcionar una luz de bombeo de alta potencia y alto brillo para láseres de fibra.
combinador de bomba
Los láseres de múltiples fuentes de bombeo se pueden combinar y alimentar a la fibra óptica para lograr una salida de láser de bombeo de mayor potencia.
Combinador de energía
El combinador de energía puede superponer energía de múltiples módulos láser de fibra de alta potencia. También es un dispositivo central cuando se crea una salida de rayo láser multimodo.
rejilla de fibra
La rejilla de fibra es una rejilla de difracción que se forma mediante la modulación axial periódica del índice de refracción del núcleo de la fibra a través de un método determinado. La rejilla de fibra pertenece a un dispositivo de filtro pasivo, además de ser un componente necesario en cualquier resonador. También determina la longitud de onda de salida y el ancho de banda del láser y puede controlar el modo láser y la calidad del haz.
láser cabeza
El cabezal láser es un componente importante para lograr la salida flexible y de larga distancia del láser de alta potencia en el sitio de aplicación. También es compatible con el sistema de mecanizado, lo que significa que el láser generado por el láser se puede transmitir al material de procesamiento para completar la aplicación de mecanizado por láser.
Aislador
El aislador protege el láser y evita que la luz de retorno dañe cualquiera de los otros componentes ópticos.
Estriptista
El separador puede quitar con eficacia la luz de revestimiento en el láser, proteger cualquier dispositivo relacionado y mejorar la calidad del rayo láser de salida. El modulador acústico-óptico se usa principalmente dentro del resonador para modular el pulso láser requerido a través de la tecnología de modulación de transmisión por radiofrecuencia. Es uno de los componentes centrales del láser de fibra de pulso Q-switched.
Comparador de patrones
El comparador de patrones es un dispositivo central que se utiliza para conectar dos tipos diferentes de fibras ópticas para minimizar la pérdida de conexión y optimizar la coincidencia del campo del modo láser.
Tipos y usos
Dependiendo del modo de trabajo, los dos tipos de láseres de fibra más utilizados son el láser continuo y el láser pulsado. Estos se pueden usar para cortar, soldar, grabar, marcar, limpiar y otros escenarios.
Láser continuo
El láser continuo emite un haz de luz continuo, con una potencia máxima de 120KW. Se utiliza en corte, soldadura, soldadura fuerte y perforación. El láser semicontinuo (QCW) sigue siendo pulsado, pero con un ancho de pulso más largo y una potencia máxima de 23 KW, que se utiliza para cortar, soldar por arco, taladrar, soldar y templar metales (mejorando la ductilidad del metal y reduciendo la resistencia de CC). Es especialmente adecuado para reemplazar los láseres YAG bombeados por lámparas en soldadura por puntos, así como también en aplicaciones de perforación y soldadura por costura. Hay una cierta superposición en la funcionalidad con el láser continuo.
láser pulsado
Los láseres pulsados se pueden dividir en láseres pulsados de nanosegundos, picosegundos y femtosegundos. El láser de nanosegundos con un ancho de pulso más largo tiene una potencia máxima de 1MW y se usa para trazar, grabar, taladrar, tratar superficies, apagar y marcar. El láser de nanosegundos con un ancho de pulso más corto para microacabado se utiliza para temple, obleas de silicio y corte de vidrio.
El láser de picosegundos con un ancho de pulso que alcanza el nivel de picosegundos tiene una potencia máxima superior a 10MW y se utiliza para ennegrecimiento, corte de zafiro y vidrio, y corte fotovoltaico y OLED. El láser de femtosegundo con un ancho de pulso hasta el nivel de femtosegundo tiene una potencia máxima superior a 29MW, que se utiliza para corte de chapa, perforación, procesamiento de alta precisión y cirugía oftálmica.
Costos del láser de fibra
Grabador láser de fibra
Una máquina de grabado y fabricación de láser de fibra generalmente tiene un precio de $ 3,500 a $ 28,500 20 dependiendo de las potencias del láser pulsado, que van desde 30 W, 50 W, 60 W, 70 W, 100 W y XNUMX W.
Cortador láser de fibra
Una máquina de corte por láser de fibra cuesta entre $14,200 y $260,000, dependiendo de la potencia continua del láser que varía entre 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W , y hasta 40000W.
Soldador láser de fibra
El precio de una máquina de soldadura por láser de fibra oscila entre $ 5,400 y $ 58,000 1000, según los diferentes tipos, incluidas las soldadoras portátiles (pistola de soldadura láser de mano), las soldadoras automáticas (controlador CNC) y las soldadoras robóticas con potencias láser continuas de 1500 W, 2000 W, 3000 W y XNUMXW.
Limpiador láser de fibra
El precio promedio de una nueva máquina de limpieza con láser de fibra oscila entre $ 5,000 y $ 19,500 50, según la potencia del láser pulsado que varía de 100 W, 200 W, 300 W, 1000 W, y la potencia del láser continuo que varía de 1500 W, 2000 W, 3000 W, XNUMX W.
Fuente de estilocnc.com
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