Referencia a kiválasztáshozegymódusú szálas lézer
Gyakorlati alkalmazásokban a megfelelő egymódusúszálas lézerkülönböző paraméterek szisztematikus mérlegelését igényli annak biztosítása érdekében, hogy a teljesítménye megfeleljen az adott alkalmazási követelményeknek, a működési környezetnek és a költségvetési korlátoknak. Ez a szakasz egy gyakorlati kiválasztási módszertant mutat be a követelmények alapján.
Alkalmazási forgatókönyveken alapuló kiválasztási stratégia
A teljesítménykövetelmények a következőkre vonatkoznak:lézerekjelentősen eltérhetnek a különböző alkalmazási forgatókönyvek között. A kiválasztás első lépése az alkalmazás alapvető követelményeinek tisztázása.
Precíziós anyagmegmunkálás és mikro-nano gyártás: Ilyen alkalmazások például a finomvágás, fúrás, félvezető szeletek kockázása, mikron szintű jelölés és 3D nyomtatás stb. Rendkívül magas követelményeket támasztanak a nyaláb minőségével és a fókuszált foltmérettel szemben. Olyan lézert kell választani, amelynek M² tényezője a lehető legközelebb van 1-hez (például <1,1). A kimeneti teljesítményt az anyag vastagsága és a feldolgozási sebesség alapján kell meghatározni. Általában a tíz-száz watt közötti teljesítmény kielégíti a legtöbb mikromegmunkálás követelményeit. Hullámhossz tekintetében az 1064 nm az előnyben részesített választás a legtöbb fémanyag-megmunkáláshoz a magas abszorpciós sebessége és az alacsony lézerteljesítmény-wattonkénti költség miatt.
Tudományos kutatás és csúcskategóriás méréstechnika: Az alkalmazási területek közé tartoznak az optikai csipeszek, a hidegatom-fizika, a nagy felbontású spektroszkópia és az interferometria. Ezek a területek általában rendkívül nagy hangsúlyt fektetnek a lézerek monokromatikus jellegére, frekvenciastabilitására és zajteljesítményére. Elsőbbséget kell élvezniük a keskeny vonalszélességű (akár egyetlen frekvenciájú) és alacsony intenzitású zajú modelleknek. A hullámhosszt egy adott atom vagy molekula rezonanciavonala alapján kell kiválasztani (például a rubídiumatomok hűtésére általában 780 nm-t használnak). Az interferencia-kísérletekhez általában torzítás-fenntartási kimenetre van szükség. A teljesítményigény általában nem magas, és gyakran több száz milliwatttól több wattig elegendő.
Orvosi és biotechnológiai alkalmazások: Az alkalmazások közé tartozik a szemészeti sebészet, a bőrkezelések és a fluoreszcens mikroszkópos képalkotás. A szem biztonsága az elsődleges szempont, ezért gyakran választanak 1550 nm vagy 2 μm hullámhosszú lézereket, amelyek a szembiztonsági sávban vannak. Diagnosztikai alkalmazásokhoz figyelmet kell fordítani a teljesítménystabilitásra; terápiás alkalmazásokhoz a megfelelő teljesítményt a kezelés mélysége és az energiaigény alapján kell kiválasztani. Az optikai átvitel rugalmassága jelentős előnyt jelent az ilyen alkalmazásokban.
Kommunikáció és érzékelés: A száloptikai érzékelés, a liDAR és az űroptikai kommunikáció tipikus alkalmazások. Ezek a forgatókönyvek megkövetelik a következőket:lézernagy megbízhatósággal, környezeti alkalmazkodóképességgel és hosszú távú stabilitással rendelkezik. Az 1550 nm-es sáv az optikai szálakban a legalacsonyabb átviteli veszteség miatt vált az előnyben részesített választássá. Koherens detektáló rendszerekhez (például koherens lidar) rendkívül keskeny vonalszélességű lineárisan polarizált lézerre van szükség helyi oszcillátorként.
2. A főbb paraméterek prioritás szerinti rendezése
Számos paraméterrel szembesülve a döntések a következő prioritások alapján hozhatók meg:
Döntő paraméterek: Először is meg kell határozni a hullámhosszt és a nyaláb minőségét. A hullámhosszt az alkalmazás alapvető követelményei (anyagelnyelési jellemzők, biztonsági szabványok, atomrezonancia vonalak) határozzák meg, és általában nincs helye kompromisszumnak. A nyaláb minősége közvetlenül meghatározza az alkalmazás alapvető megvalósíthatóságát. Például a precíziós megmunkálás nem fogadhat el túlzottan nagy M²-es lézereket.
Teljesítményparaméterek: Másodszor, figyeljen a kimeneti teljesítményre és a vonalszélességre/polarizációra. A teljesítménynek meg kell felelnie az alkalmazás energiaküszöbének vagy hatékonysági követelményeinek. A vonalszélesség és a polarizáció jellemzőit az alkalmazás specifikus technikai útvonala (például interferencia vagy frekvenciaduplázódás) alapján határozzák meg. Gyakorlati paraméterek: Végül vegye figyelembe a stabilitást (például a hosszú távú kimeneti teljesítmény stabilitását), a megbízhatóságot (hibamentes működési idő), a térfogati energiafogyasztást, az interfész kompatibilitást és a költségeket. Ezek a paraméterek befolyásolják a lézer integrációs nehézségét és a teljes birtoklási költséget a tényleges munkakörnyezetben.
3. Választás és megítélés az egymódusú és a többmódusú üzemmód között
Bár ez a cikk az egymódusúakra összpontosítszálas lézerek, kulcsfontosságú világosan megérteni az egymódusú szálas lézer választásának szükségességét a tényleges kiválasztás során. Amikor egy alkalmazás alapvető követelményei a legnagyobb feldolgozási pontosság, a legkisebb hőhatásövezet, a maximális fókuszálási képesség vagy a legnagyobb átviteli távolság, akkor az egymódusú szálas lézer az egyetlen helyes választás. Fordítva, ha az alkalmazás főként vastag lemezek hegesztését, nagy felületű felületkezelést vagy rövid távolságú, nagy teljesítményű átvitelt foglal magában, és az abszolút pontossági követelmény nem magas, akkor a többmódusú szálas lézerek gazdaságosabb és praktikusabb választást jelenthetnek a nagyobb összteljesítményük és alacsonyabb költségük miatt.
Közzététel ideje: 2025. november 12.