V dnešní éře rychlého vývoje laserové technologie, laserů a vláknových laserů, jako dva hlavní mainstreamové laserové produkty, ukázaly své jedinečné kouzlo a výhody v mnoha oborech, jako je průmyslová produkce, vědecký výzkum a vojenské aplikace.
1. Technické principy a rozdíly ve výkonu
① Získat médium
Vláknité lasery používají skleněná vlákna dopovaná vzácnou zemí jako zisk. Pod působením světla čerpadla se ve vláknu vytvoří vysoká hustota výkonu, což má za následek inverzi populace hladiny laserové energie a laserová oscilace je generována pozitivní zpětnou vazbou rezonanční dutiny. Lasery vlákna jsou kompaktní a nevyžadují komplexní chladicí systém a flexibilita vlákna je činí výhodnějšími v aplikacích s vícerozměrným zpracováním prostoru.
Jádro laseru vlákna je optické vlákno, flexibilní, tenké sklo nebo plastové vlákno známé pro jeho schopnost vést světlo na velké vzdálenosti s minimální ztrátou. Vlákno působí jako aktivní ziskové médium laseru a je jádrem operace laseru. Na rozdíl od nenopovaného skla nebo plastových vláken používaných při telekomunikacích je však optické vlákno v laseru vlákna dopováno vzácnými prvky, jako je erbium nebo ytterbium. Toto doping zavádí energetické stavy nezbytné pro provoz laseru, což umožňuje vláknu nejen vést světlo, ale také jej zesilovat.
Laser s pevným státem (SSL) je soustředěn na svůj jedinečný zisk -pevný materiál a obvykle se skládá ze čtyř částí: zisk středního, chladicího systému, optického rezonančního dutiny a zdroje čerpadla. Získejte médium, jako je ruby (Cr: al₂o₃) nebo neodymium dotovaný yttrium hliníkový granát (ND: YAG), je duše pevných laserů. Aktivované ionty (například NDstí) dopované uvnitř IT dosahují inverze počtu částic pod působením čerpadla světla, čímž generují laser. Chladicí systém je zodpovědný za odebrání tepla nahromaděného uvnitř zisku v důsledku tvorby laseru, aby se zajistila stabilní provoz laseru. Optická rezonanční dutina tvoří kontinuální oscilaci prostřednictvím pozitivní zpětné vazby fotonů a vydává vysoce monochromatický a vysoce směrový laserový paprsek.
② Performance a efektivita
Vláknité lasery jsou známé svou výjimečnou elektrickou účinností díky povaze kabelů z optických vláken, které provádějí světlo s minimálními ztrátami. Tato funkce způsobuje, že lasery vlákniny jsou neuvěřitelně energeticky účinné a často dosahují účinnosti přesahující 30%. Lasery s pevným státem jsou obecně méně efektivní, pravděpodobně v důsledku vyšších ztrát jejich objemných mediálních médií a potřeby vysoce intenzivních lamp pro čerpání.
③ BEAM KVALITA: Přímo ovlivňuje účinnost laseru v přesných aplikacích. Provoz laserů vláken s jedním režimem může poskytnout neuvěřitelně vysokou kvalitu paprsku, charakterizovaná těsným zaostřením a minimální divergencí. Ačkoli lasery v pevném stavu jsou schopny poskytovat vysoce kvalitní paprsky, často je obtížné odpovídat kvalitě laserů vlákna paprsku, zejména při vyšších úrovních výkonu. Navzdory nižší účinnosti a kvalitě paprsku nejsou lasery v pevném stavu bez jejich výhod. Mají silné schopnosti škálování energie a jsou velmi vhodné pro vysoce výkonné aplikace. Lasery s pevným státem mohou být navrženy tak, aby produkovaly neuvěřitelně vysokou úroveň výkonu zvýšením velikosti ziskového média a výkonu čerpadla, což není pro lasery vlákna tak jednoduché kvůli omezením velikosti vlákna a rozptylu tepla.
④ Lasery stability stability mají vysokou stabilitu. Jejich struktura vláken je necitlivá na změny prostředí (jako je teplota, vlhkost, vibrace atd.) A může udržovat stabilní pracovní stav v relativně tvrdém prostředí. Zároveň lasery vlákna používají strukturu pevného stavu a neobsahují optické komponenty volného prostoru, takže jsou považovány za odolnější a schopné se přizpůsobit změnám prostředí. Lasery s pevným státem mají relativně špatnou stabilitu a změny v faktorech prostředí mohou mít větší dopad na jejich výkon.
⑤ Lasery vlákniny pro rozptyl tepla mají vynikající výkon rozptylu tepla. Jeho mediálním médiem je optická vlákna, která má velký poměr povrchu k objemu a teplo lze rychle rozptýlit, takže může fungovat stabilně po dlouhou dobu a vydržet vysoký výkon. Disipace tepla laserů v pevném stavu je relativně obtížné a problémy s tepelným efektem jsou náchylné k provozu při vysoké síle, což ovlivňuje výkon a životnost laseru.
⑥ Vrcholní lasery velikosti a údržby jsou velmi kompaktní a téměř bez údržby. Malá velikost vlákna a nepřítomnost vnějších zrcadel výrazně snižují problémy se zarovnáním spojené s lasery pevného stavu. Kromě toho vynikající schopnost rozptylu tepla vlákna obvykle nevyžaduje aktivní chlazení, což dále snižuje požadavky na údržbu. Současně jsou vlákniny obecně bezpečnější, protože laser je omezen uvnitř vlákna, což snižuje riziko náhodné expozice. Zarovnání zrcadel v laserech v pevném stavu je rozhodující pro jejich provoz a vyžaduje pravidelnou kontrolu a úpravu, což zvyšuje pracovní zátěž údržby. Kromě toho lasery v pevném stavu obvykle vyžadují aktivní chlazení pro řízení tepla generovaného v médiu Gint, což nejen zvyšuje složitost systému, ale také zvyšuje požadavky na údržbu. Lasery s pevným státem bývají větší než lasery vlákna. Potřeba velkých zrcátek a externích zrcadel zvyšuje jejich velikost a hmotnost a omezuje jejich použitelnost v aplikacích s omezeným prostorem.
2. pole aplikací
Lasery vlákniny svítí v oblasti průmyslového řezání a svařování s vysokou energií, vysokou kvalitou paprsku, dobrým výkonem a stabilitou rozptylu tepla. Vláknové lasery jsou zvláště vhodné pro silné řezání destiček a svařování kovových materiálů. Jejich vysoká elektrooptická účinnost přeměny a bez údržby a bez údržby výrazně snižují náklady na používání a obtížnosti údržby. Současně je také vysoká tolerance laserů vláken na tvrdé pracovní prostředí, jako je prach, vibrace, vlhkost atd. Kontinuální lasery mají vysoký stupeň penetrace v oblasti makro zpracování a v tomto poli postupně nahrazují tradiční metody zpracování.
Lasery s pevným stavem jsou jedinečné v oblasti ultra-přesnosti a ultramicro zpracování s vysokým maximálním výkonem, velkým pulzním energií a výstupem laseru s krátkou vlnovou délkou (jako je zelené světlo a ultrafialové světlo). V procesech, jako je označení kovového/nekovového materiálu, řezání, vrtání a svařování, lasery v pevném státě mohou dosáhnout vyšší přesnosti zpracování a širší použitelnost materiálu. Zejména ve vysoce přesném svařování a 3D tisku nekovových materiálů s rozvíjejícím se světlem se lasery s pevným státem staly preferovaným vybavením kvůli jejich laserům s krátkou vlnovou délkou s malými tepelnými účinky a vysokou přesností zpracování. Lasery s pevným státem se používají hlavně v oblasti přesného mikro-machinujícího nekovových materiálů a tenkých, křehkých a jiných kovových materiálů kvůli jejich krátké vlnové délce (ultrafialové, hluboké ultrafialové), krátké šířky pulsu (picosekundová, femtosekunda) a vysoká) a vysoká) a vysoká) a vysoká) a vysoká) a vysoká) a vysoká) a vysoká maximální síla. Kromě toho se lasery pevných států široce používají při špičkovém vědeckém výzkumu v oblasti životního prostředí, medicíny, armády atd.
3. podíl na trhu
Moje země je v procesu transformace a modernizace výroby z nízkopodnikové výroby na špičkovou výrobu. Low-end výrobní představuje vysoký podíl. Trh s makro zpracováním pokrývá nízkopodnickou výrobu i nějakou špičkovou výrobu. Poptávka na trhu je velká. Proto je tržní kapacita laserů vláken relativně velká.
Stupeň lokalizace domácích laserů s nízkými výkony je vysoký a existuje mnoho domácích rozsáhlých výrobců. Podle „Zprávy o rozvoji průmyslu v čínském laserovém průmyslu“ byly lasery s nízkým výkonem plně nahrazeny domácími produkty; Pokud jde o kontinuální lasery s vlákny středního výkonu, domácí kvalita nemá zjevné nevýhody, cenová výhoda je zřejmá a podíl na trhu je ekvivalentní; Pokud jde o vysoce výkonné lasery s kontinuálními vlákny, domácí značky dosáhly částečného prodeje.
Pokud jde o solidní lasery, kvůli pozdnímu vývoji v Číně v současné době neexistují žádné společnosti s tímto produktem jako jejich hlavní firmu a obvykle nakupují zahraniční značky.
Lasery vlákna se používají hlavně v oblasti zpracování makra kvůli jejich vysokému výstupnímu výkonu (laserové makro zpracování se obecně týká zpracování velikosti a tvaru zpracovatelského objektu s vlivem laserového paprsku na objekt zpracování v rozsahu milimetrů v rozsahu milimetrů v milimetru v rozsahu milimetrů ); Pevné lasery se široce používají v oblasti mikro zpracování díky jejich výhodám, jako je krátká vlnová délka, šířka úzkého pulsu a vysoký maximální výkon (mikro zpracování se obecně vztahuje na zpracování velikosti a tvaru s přesností na dosažení mikrometru nebo dokonce nanometrové úrovně ), což má za následek určité rozdíly mezi uživateli pevných laserů a laserů vláken.
Obecně mají pevné lasery a lasery vlákna různá aplikace a každá z nich má své vlastní aplikační pole. Ve většině oborů neexistuje žádná přímá konkurence. V oblasti zpracování kovových materiálů, které se překrývá s poli mikro zpracování, když kov dosáhne určité tloušťky, toto pole obecně přijímá tradiční metody nebo lasery z vláken z důvodu nákladových důvodů. Pevné lasery se používají pouze ve scénách s tloušťkou tenkého kovu nebo vysokými požadavky na zpracování a necitlivé na náklady. Kromě toho je překrývání konkurence mezi nimi nízká. Pevné lasery se používají hlavně pro zpracování nekovových materiálů (sklo, keramika, plasty, polymery, balení, jiné křehké materiály atd.) A v oblasti kovových materiálů se používají ve scénách s požadavky na vysokou přesnost a relativně necitlivé na náklady.
