Справка за изборедномодов влакнест лазер
В практически приложения, изборът на подходящ едномодовфибърен лазеризисква систематично претегляне на различни параметри, за да се гарантира, че неговата производителност отговаря на специфичните изисквания на приложението, работната среда и бюджетните ограничения. Този раздел ще предостави практическа методология за избор въз основа на изискванията.
Стратегия за избор, базирана на сценарии на приложение
Изискванията за производителност залазериварират значително в различните сценарии на приложение. Първата стъпка при избора е да се изяснят основните изисквания на приложението.
Прецизна обработка на материали и микро-нано производство: Такива приложения включват фино рязане, пробиване, нарязване на полупроводникови пластини, маркиране на микронно ниво и 3D печат и др. Те имат изключително високи изисквания за качество на лъча и размер на фокусираното петно. Трябва да се избере лазер с M² фактор възможно най-близък до 1 (например <1,1). Изходната мощност трябва да се определи въз основа на дебелината на материала и скоростта на обработка. Обикновено мощност в диапазона от десетки до стотици ватове може да отговори на изискванията на повечето микропроцеси. По отношение на дължината на вълната, 1064 nm е предпочитаният избор за обработка на повечето метални материали поради високата си степен на поглъщане и ниската цена на ват лазерна мощност.
Научни изследвания и висок клас измервания: Приложните сценарии включват оптични пинсети, физика на студените атоми, спектроскопия с висока резолюция и интерферометрия. Тези области обикновено имат изключително голямо търсене на монохроматичност, честотна стабилност и шумови характеристики на лазерите. Моделите с тясна ширина на линията (дори с една честота) и нисък интензитет на шума трябва да бъдат приоритетни. Дължината на вълната трябва да се избира въз основа на резонансната линия на специфичен атом или молекула (например, 780 nm обикновено се използва за охлаждане на рубидиеви атоми). Поддържането на изходно отклонение обикновено е необходимо за експерименти с интерференция. Изискванията за мощност обикновено не са високи и често са достатъчни от няколкостотин миливата до няколко вата.
Медицина и биотехнологии: Приложенията включват офталмологична хирургия, лечение на кожата и флуоресцентна микроскопия. Безопасността на очите е основното съображение, така че често се избират лазери с дължини на вълните 1550nm или 2μm, които са в диапазона на безопасност за очите. За диагностични приложения трябва да се обърне внимание на стабилността на мощността; За терапевтични приложения подходящата мощност трябва да се избере въз основа на дълбочината на лечението и енергийните изисквания. Гъвкавостта на оптичното предаване е основно предимство в такива приложения.
Комуникация и сензори: Оптични сензори, лидар и космическа оптична комуникация са типични приложения. Тези сценарии изискватлазерда има висока надеждност, адаптивност към околната среда и дългосрочна стабилност. Диапазонът от 1550 nm се е превърнал в предпочитан избор поради най-ниските си загуби при предаване в оптичните влакна. За кохерентни системи за детектиране (като кохерентен лидар) е необходим линейно поляризиран лазер с изключително тясна ширина на линията като локален осцилатор.
2. Приоритетно сортиране на ключови параметри
Изправени пред множество параметри, решенията могат да бъдат взети въз основа на следните приоритети:
Решаващи параметри: Първо, определете дължината на вълната и качеството на лъча. Дължината на вълната се определя от основните изисквания на приложението (характеристики на поглъщане на материала, стандарти за безопасност, атомни резонансни линии) и обикновено няма място за компромис. Качеството на лъча определя пряко основната осъществимост на приложението. Например, прецизната машинна обработка не може да приема лазери с прекомерно висок M².
Параметри на производителност: Второ, обърнете внимание на изходната мощност и ширината/поляризацията на линията. Мощността трябва да отговаря на енергийния праг или изискванията за ефективност на приложението. Характеристиките на ширината на линията и поляризацията се определят въз основа на специфичния технически път на приложението (например дали е налице смущение или удвояване на честотата). Практически параметри: И накрая, вземете предвид стабилността (като дългосрочна стабилност на изходната мощност), надеждността (време за безпроблемна работа), консумацията на енергия, съвместимостта на интерфейса и цената. Тези параметри влияят върху трудността за интеграция и общите разходи за притежание на лазера в реалната работна среда.
3. Избор и преценка между едномодален и многомодален режим
Въпреки че тази статия се фокусира върху едномодовиявлакнести лазери, от решаващо значение е ясно да се разбере необходимостта от избор на едномодов лазер при действителния избор. Когато основните изисквания на приложението са най-висока точност на обработка, най-малка зона на термично въздействие, максимална способност за фокусиране или най-голямо разстояние на предаване, едномодовият влакнест лазер е единственият правилен избор. Обратно, ако приложението включва главно заваряване на дебели листове, обработка на повърхности с голяма площ или предаване на висока мощност на къси разстояния и изискването за абсолютна точност не е високо, тогава многомодовите влакнести лазери могат да се превърнат в по-икономичен и практичен избор поради по-високата си обща мощност и по-ниската цена.
Време на публикуване: 12 ноември 2025 г.