Faserlaser verändern das industrielle Markieren und Schneiden

In der modernen industriellen Fertigung wächst die Nachfrage nach Produktrückverfolgbarkeit, Markierung und Präzisionsverarbeitung weiter.Traditionelle Markierungs- und Schneidtechnologien wie der Tintenstrahldruck und die mechanische Gravur zeigen zunehmend Einschränkungen der EffizienzAls aufstrebende Lasertechnologie ersetzen Glasfaserlaser schnell herkömmliche Lösungen durch ihre überlegene Leistung.führende technologische Innovation in der industriellen Fertigung.

Ein Faserlaser ist eine Art Laser, der optische Fasern mit seltenen Erden als Verstärkungsmedium verwendet.Faserlaser verwenden optische Faser als Kernkomponente für die Lasergenerierung, die einzigartige Vorteile bieten.

• Nach Gewinnmedium:
  • Erbium-doppierte Faserlaser (EDFA)
  • Ytterbium-doppierte Faserlaser
  • Laser aus Neodymiumfasern
  • andere Laserfasern mit seltenen Erden
• Nach Betriebsmodus:
  • Laser aus Faserfasern mit Dauerwelle (CW)
  • Pulsierte Faserlaser (Nanosekunde, Pikosekunde, Femtosekunde)
• Nach Ausgangsleistung:
  • Glasfaserlaser mit geringer Leistung (Watt bis zu einigen Dutzend Watt)
  • Glasfaserlaser mit mittlerer Leistung (zehn bis hundert Watt)
  • Hochleistungsfaserlaser (Kilowatt bis zu zehn Kilowatt)

Die Faserlasertechnologie entstand in den 1960er Jahren, wurde aber erst in den 1980er Jahren mit den Fortschritten bei seltenerddopten Fasern und Halbleiterlasern praktisch.Die Technologie entwickelte sich in drei Hauptphasen.:

• Frühphase (1960-1980er Jahre): Theoretische Forschung und Entwicklung von Schlüsselkomponenten
• Entwicklungsstadium (1990er bis Anfang der 2000er Jahre): Erbium-doppierte Faserverstärker revolutionierten die Telekommunikation
• Reifephase (2000er Jahre bis heute): Hochleistungsfaserlaser dominieren die industrielle Verarbeitung

Faserlaser bestehen aus vier Hauptkomponenten:

• Pumpenquelle:Typischerweise Laserdioden, die Seltenerd-Ionen erregen
• Gewinnmedium:Optische Glasfaserkern mit Seltenerd-Doping
• Resonatorkavität:Optische Elemente, die Photonen beschränken und verstärken
• Ausgangskopplung:Teilweise reflektierende Spiegel für Laseremissionen

Das Arbeitsprinzip beruht auf einer stimulierten Emission, bei der aufgeregte Seltenerdatome Photonen freisetzen, die durch kontinuierliche Reflexion innerhalb der Faser verstärkt werden.

Bei Faserlasern gibt es mehrere wesentliche Merkmale, die herkömmliche Laser übertreffen:

• Außergewöhnliche Lichtqualität:M2-Faktor in der Regel unter 1,5 ermöglicht eine präzise Fokussierung
• Hohe Effizienz:30-50% elektrisch-optische Umwandlung gegenüber 10-15% für CO2-Laser
• Kompaktes Design:Kleiner Fußabdruck erleichtert die Integration in automatisierte Systeme
• Leichte Wartung:Festkörperkonstruktionen ohne Verbrauchsteile
• Flexible Lieferung:Die Strahlübertragung über optische Fasern vereinfacht die Systementwicklung
• Breiter Wellenlängenbereich:Von UV auf mittlere IR durch verschiedene Dopantien abgestimmt

• Lasermarkierung:Dauerhafte Kennzeichnung von Metallen, Kunststoffen und Keramik
• Präzisionsschneiden:Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von Blech mit sauberen Kanten
• Schweißen:Verbindungen für Fahrzeug- und Luftfahrtteile
• Oberflächenbehandlung:Reinigungs-, Textur- und Verkleidungsanwendungen
• Zusatzstoffherstellung:3D-Druck von Metallen für komplexe Geometrien

• Dermatologische Behandlungen (Pigmentierung, Gefäßläsionen)
• Haarentfernungssysteme
• Hautverjüngungsverfahren

• Spektroskopische Analyse
• LIDAR-Systeme
• Quantenrechenforschung
• Biologische Bildgebungsverfahren

Die Faserlasertechnologie entwickelt sich weiter auf mehreren Wegen:

• Leistungsskalierung:Mehrkilowatt-Ein-Modus-Systeme für die Schwerindustrie
• Ultraschnelle Impulse:Femtosekundenlaser für die Mikrobearbeitung
• Spektraler Ausbau:Neue Wellenlängen durch fortschrittliche Dopantien
• Systemintegration:Kompakte schlüsselfertige Lösungen
• Spezialfasern:Holzkern- und fotonische Kristallfasern

Der weltweite Markt für Faserlaser zeigt ein starkes Wachstum:

• 2022 Bewertung: ca. $XX Milliarden
• Projektierte Bewertung 2028: XX Mrd. USD (XX% CAGR)
• China ist der größte regionale Markt
• Die Wettbewerbslandschaft umfasst IPG Photonics, Coherent und inländische chinesische Hersteller

Die Faserlasertechnologie hat die moderne Fertigung verändert und expandiert weiterhin in neue Anwendungsbereiche.Faserlaser werden weiterhin an der Spitze der photonischen Innovation stehen..