Vroege fiberlaserswarenlaag in efficiëntieenvermogen, en beperkt, totdat er een effectievere methode verscheen om de pompbalk aan de bekleding te leveren.
Dit is een methode die de beperkingen van eerdere lanceringsmethoden kan overwinnen: de side-pump beam-methode helpt het ware potentieel van fiberlasers te ontketenen, opent een nieuw tijdperk van high-power fiberlasers en versterkers, en verandert de ontwikkeling van fibertechnologie volledig. . Verdere ontwikkeling heeft de grootschalige toepassing van fiberlasers in verschillende toepassingsgebieden, zoals industrie, wetenschap en medische apparatuur, bevorderd. De ontwikkeling van industriële fiberlasers kan worden onderverdeeld in twee fasen, die worden gekenmerkt door power combiners en helderheidsomzetters.
De power combiner in de eerste fase bevat meerdere laserdiodepomppakketten, ontworpen om hun multimode-licht effectief te combineren tot passieve transmissievezels. Het gebruik van redundante single-emitter diodeverpakkingen kan de hoge betrouwbaarheid van de laser garanderen. Er zijn twee Bragg-rasterspiegels van vezels in de optische holte van de laser, die zich in de centrale single-mode-kern bevinden, een zeer zuivere vezel met een bekleding die is gedoteerd met verschillende zeldzame aardelementen.
Deze optische holte zet diodelicht van lage kwaliteit om in een single-mode laserstraal. Een van de Bragg-vezelroosters dient als totale reflector en de andere als gedeeltelijke reflector of uitgangskoppelaar. Er zijn geen andere elementen gedoteerd in de multi-mode bekleding, die alleen diodepomplicht uitstraalt. De vastestofstructuur van de fiberlaser maakt hem immuun voor omgevingsfactoren zoals stof, vocht en luchtverstoringen in de vrije ruimte.
Het elektrische rendement van de algehele pompmethode is meer dan 50% en het single-mode uitgangsvermogen van een enkele module is ongeveer 2kW-3kW. De output van een enkele module kan direct of in combinatie worden gebruikt om een hoge helderheidsoutput van meer dan 100 kW te leveren, waardoor deze fiberlaser geschikt is voor diverse industriële toepassingen.
Manier van handelen
Vezellasers kunnen worden onderverdeeld in continue golf (CW), quasi-continue golf (QCW), nanoseconde puls, ultrasnelle picoseconde of femtoseconde puls en andere lichtgolfmodi. Continue golflasers kunnen een stabiele output leveren binnen het nominale maximale uitgangsvermogen en kunnen worden gemoduleerd tot 50 kHz volgens het uitgangsvermogen, maar de modulatie zal hun piekvermogen niet verhogen. Continue golflasers worden op veel gebieden gebruikt. De meest opvallende zijn snijden en metaallassen. Ze kunnen ook worden gebruikt voor hardsolderen, 3D-printen, bekleding en warmtebehandeling.
De lange puls die wordt gegenereerd door 10 QCW-lasers kan de pulsenergie en het piekuitgangsvermogen met 10 keer verhogen, en de lange pulsduur is 10's-100000's. Een QCW-laser met een gemiddeld vermogen van 300W heeft bijvoorbeeld een piekvermogen van 3kW en een pulsenergie van 30J. QCW-lasers worden voornamelijk gebruikt voor las-, boor- en speciale snijbewerkingen, zoals het snijden van sterk reflecterende metalen of andere materialen. Het piekvermogensbereik van de standaard QCW-modelmachine is 1 kW-20 kW en de bedrijfskosten zijn veel lager dan die van andere concurrerende lasertechnologieën die hetzelfde vermogen kunnen leveren.
De Q-switched fiberlaser met nanosecondepuls kan een gemiddeld uitgangsvermogensbereik van 10W tot 2kW leveren. In het bereik van 1ns-1000ns kan de pulsduur vast of instelbaar zijn (gebruikers kunnen ervoor kiezen om vooraf te programmeren). De typische laserpulsenergie ligt binnen 10W-300W, wat dicht bij de single-mode bundelkwaliteit ligt die wordt gebruikt voor microverwerking, tot ongeveer 1mJ. Afhankelijk van het model kunnen deze lasers worden gemoduleerd van kilohertz tot megahertz. De pulslaser met een hoger gemiddeld vermogen wordt gebruikt voor oppervlaktebehandeling met hoge snelheid en de pulsenergie kan 100 mJ bereiken, wat een groter verwerkingsgebied kan realiseren.
Ultrasnelle picoseconde en femtoseconde fiberlasers hebben pulsduur variërend van 200 fs tot enkele picoseconden, met een gemiddeld vermogen van 10W-200W, en kunnen worden gebruikt in verschillende microprocessing-toepassingen, waaronder metalen en niet-metalen.
De actieve laserkern van een fiberlaser kan worden gedoteerd met een of meer actieve atomen om een standaarduitvoer in verschillende spectrale bereiken te produceren.
Golflengtebereik:
Doping van een of meer actieve atomen in de actieve laserkern van een fiberlaser kan een standaard output produceren in verschillende spectrale bereiken. Doping met ytterbium (Yb) -atomen kan bijvoorbeeld een output produceren tussen 1030 nm en 1080 nm; doping met erbium (Er)-atomen kan golflengten tussen 1500 nm en 1570 nm produceren; doping met thulium (Tm)-atomen kan 1900nm-2050nm licht produceren. Verdubbel of verdrievoudig de frequentie van deze basislijnen, en het is een laser die groene stralen (515nm-550nm) en ultraviolette stralen (-355nm) kan uitzenden.
Het bereikbare bereik van de Raman-verplaatsing van de fundamentele golf ytterbium erbium wordt uitgebreid tot 1,15µm-1.8 µm. Door de verdere verdubbeling van de golflengte kan de fiberlaser werken in het zichtbare lichtbereik van 515nm-635nm. Bovendien kan een hybride vastestoflaser gepompt door een continue-golfvezellaser gedoteerd met thulium of erbium mid-infrarood output leveren in het bereik van 1,9 µm tot> 5 µm.
