Referencia pre výberjednomódový vláknový laser
V praktických aplikáciách je výber vhodného jednomódovéhovláknový laservyžaduje systematické zvažovanie rôznych parametrov, aby sa zabezpečilo, že jeho výkon zodpovedá špecifickým požiadavkám aplikácie, prevádzkovému prostrediu a rozpočtovým obmedzeniam. Táto časť poskytne praktickú metodiku výberu na základe požiadaviek.
Stratégia výberu založená na aplikačných scenároch
Požiadavky na výkon prelaserysa v rôznych aplikačných scenároch výrazne líšia. Prvým krokom pri výbere je objasniť základné požiadavky aplikácie.
Presné spracovanie materiálov a výroba mikro-nano častíc: Medzi takéto aplikácie patrí jemné rezanie, vŕtanie, krájanie polovodičových doštičiek, značenie na mikrónovej úrovni a 3D tlač atď. Majú extrémne vysoké požiadavky na kvalitu lúča a veľkosť zaostreného bodu. Mal by sa zvoliť laser s faktorom M² čo najbližším k 1 (napríklad <1,1). Výstupný výkon je potrebné určiť na základe hrúbky materiálu a rýchlosti spracovania. Vo všeobecnosti výkon v rozmedzí desiatok až stoviek wattov dokáže splniť požiadavky väčšiny mikroprocesov. Z hľadiska vlnovej dĺžky je preferovanou voľbou pre väčšinu spracovania kovových materiálov 1064 nm kvôli vysokej absorpcii a nízkym nákladom na watt laserového výkonu.
Vedecký výskum a špičkové merania: Aplikačné scenáre zahŕňajú optickú pinzetu, fyziku studených atómov, spektroskopiu s vysokým rozlíšením a interferometriu. Tieto oblasti sa zvyčajne extrémne zameriavajú na monochromatickosť, frekvenčnú stabilitu a šumový výkon laserov. Uprednostniť by sa mali modely s úzkou šírkou čiary (aj s jednou frekvenciou) a nízkou intenzitou šumu. Vlnová dĺžka by sa mala zvoliť na základe rezonančnej čiary konkrétneho atómu alebo molekuly (napríklad 780 nm sa bežne používa na chladenie atómov rubídia). Pre experimenty s interferenciou je zvyčajne potrebné udržiavanie predpätia. Požiadavky na výkon vo všeobecnosti nie sú vysoké a často postačuje niekoľko stoviek miliwattov až niekoľko wattov.
Medicína a biotechnológia: Medzi aplikácie patrí očná chirurgia, ošetrenie pokožky a zobrazovanie fluorescenčnou mikroskopiou. Bezpečnosť očí je prvoradým kritériom, preto sa často vyberajú lasery s vlnovými dĺžkami 1550 nm alebo 2 μm, ktoré sú v pásme bezpečnosti pre oči. Pri diagnostických aplikáciách je potrebné venovať pozornosť stabilite výkonu; pri terapeutických aplikáciách by sa mal vhodný výkon zvoliť na základe hĺbky ošetrenia a energetických požiadaviek. Flexibilita optického prenosu je v takýchto aplikáciách hlavnou výhodou.
Komunikácia a snímanie: Typickými aplikáciami sú snímanie pomocou optických vlákien, liDAR a vesmírna optická komunikácia. Tieto scenáre vyžadujúlasermať vysokú spoľahlivosť, prispôsobivosť prostrediu a dlhodobú stabilitu. Pásmo 1550 nm sa stalo preferovanou voľbou vďaka najnižším stratám prenosu v optických vláknach. Pre koherentné detekčné systémy (ako napríklad koherentný lidar) je ako lokálny oscilátor potrebný lineárne polarizovaný laser s extrémne úzkou šírkou čiary.
2. Prioritné triedenie kľúčových parametrov
Vzhľadom na množstvo parametrov je možné robiť rozhodnutia na základe nasledujúcich priorít:
Rozhodujúce parametre: Najprv určte vlnovú dĺžku a kvalitu lúča. Vlnová dĺžka je určená základnými požiadavkami aplikácie (absorpčné charakteristiky materiálu, bezpečnostné normy, atómové rezonančné čiary) a zvyčajne nie je priestor na kompromis. Kvalita lúča priamo určuje základnú uskutočniteľnosť aplikácie. Napríklad presné obrábanie nemôže akceptovať lasery s nadmerne vysokým M².
Výkonnostné parametre: Po druhé, venujte pozornosť výstupnému výkonu a šírke/polarizácii čiary. Výkon musí spĺňať energetický prah alebo požiadavky na účinnosť aplikácie. Charakteristiky šírky čiary a polarizácie sa určujú na základe špecifickej technickej cesty aplikácie (napríklad či ide o rušenie alebo zdvojnásobenie frekvencie). Praktické parametre: Nakoniec zvážte stabilitu (napríklad dlhodobú stabilitu výstupného výkonu), spoľahlivosť (bezporuchový čas prevádzky), objemovú spotrebu energie, kompatibilitu rozhraní a náklady. Tieto parametre ovplyvňujú náročnosť integrácie a celkové náklady na vlastníctvo laseru v reálnom pracovnom prostredí.
3. Výber a posúdenie medzi jednomódovým a viacrežimovým režimom
Hoci sa tento článok zameriava na jednomódovývláknové laseryJe nevyhnutné jasne pochopiť nevyhnutnosť výberu jednomódového vláknového laseru pri skutočnom výbere. Ak sú hlavnými požiadavkami aplikácie najvyššia presnosť spracovania, najmenšia tepelne ovplyvnená zóna, maximálna schopnosť zaostrovania alebo najdlhšia prenosová vzdialenosť, je jednomódový vláknový laser jedinou správnou voľbou. Naopak, ak aplikácia zahŕňa hlavne zváranie hrubých plechov, povrchovú úpravu veľkých plôch alebo prenos vysokého výkonu na krátke vzdialenosti a požiadavka na absolútnu presnosť nie je vysoká, potom sa viacmódové vláknové lasery môžu stať ekonomickejšou a praktickejšou voľbou vďaka ich vyššiemu celkovému výkonu a nižším nákladom.
Čas uverejnenia: 12. novembra 2025