Lasery światłowodowe rewolucjonizują znakowanie i cięcie przemysłowe

W nowoczesnej produkcji przemysłowej popyt na identyfikowalność produktów, oznakowanie i precyzyjne przetwarzanie stale rośnie.Tradycyjne technologie znakowania i cięcia, takie jak drukowanie atramentowe i grawerowanie mechaniczne, coraz częściej ujawniają ograniczenia w zakresie wydajnościJako nowo powstała technologia laserowa lasery światłowodowe szybko zastępują konwencjonalne rozwiązania dzięki ich wyższej wydajności.wiodące innowacje technologiczne w produkcji przemysłowej.

Laser włóknisty to typ lasera, który wykorzystuje jako medium wzmacniania światłowłókno dopytowane rzadkimi ziemami.lasery światłowodowe wykorzystują światłowodowe jako podstawowy składnik do wytwarzania laseraWłókno laserowe można podzielić na następujące kategorie:

• W podziale na medium wzrostu:
  • Lasery włókniste dopywane erbium (EDFA)
  • Lasery włókiennicze z dopingiem ytterbium
  • Lasery włókniste dopywane neodymem
  • Pozostałe lasery światłowodowe z nadmiarem ziem rzadkich
• Według trybu działania:
  • Lasery światłowodowe o falie ciągłej (CW)
  • Lasery światłowodowe pulsujące (nanosekunda, pikosekunda, femtosekunda)
• Po mocy wyjściowej:
  • Lasery włókniste o niskiej mocy (watty do kilkudziesięciu watów)
  • Lasery światłowodowe o średniej mocy (dziesiątki do setek watów)
  • Włóknolasery o dużej mocy (w kilowattach do kilkudziesięciu kilowatów)

Technologia laserowa włókienniczej powstała w latach 60. XX wieku, ale stała się praktyczna dopiero w latach 80. XX wieku dzięki postępom w zakresie włókien dopowanych ziemami rzadkimi i laserów półprzewodnikowych.Technologia przechodziła przez trzy główne etapy.:

• Wczesny etap (1960-1980 r.): Badania teoretyczne i rozwój kluczowych komponentów
• Etap rozwoju (1990-początek 2000 r.): wzmacniacze światłowodowe z dopingiem erbiu zrewolucjonizowały telekomunikację
• Faza dojrzałości (2000-obecnie): Wysokiej mocy lasery światłowodowe dominują w przetwarzaniu przemysłowym

Lasery światłowodowe składają się z czterech podstawowych elementów:

• Źródło pompy:Zazwyczaj diody laserowe, które pobudzają jony ziem rzadkich
• Średnie zyski:Rdzeń włókna optycznego dopingowany ziemami rzadkimi
• Powierzchnia rezonatora:Elementy optyczne ograniczające i wzmacniające fotony
• Połączenie wyjściowe:Lustro częściowo odblaskowe do emisji lasera

Zasada działania opiera się na stymulowanej emisji, w której pobudzone atomy rzadkich ziem uwalniają fotony, które wzmacniają się poprzez ciągłe odbicie wewnątrz włókna.

Lasery światłowodowe przewyższają lasery konwencjonalne w kilku kluczowych cechach:

• Wyjątkowa jakość wiązki:Wskaźnik M2 zazwyczaj poniżej 1,5 umożliwia precyzyjne skupienie
• Wysoka wydajność:30-50% konwersja elektryczna do optycznej w porównaniu z 10-15% dla laserów CO2
• Kompaktny projekt:Niewielki oddziaływanie ułatwia integrację z systemami automatycznymi
• Niski poziom konserwacjiKonstrukcja w stanie stałym bez części zużywalnych
• Elastyczna dostawa:Przekazywanie wiązki przez włókna optyczne upraszcza projektowanie systemu
• Szeroki zakres długości fali:Dostosowywalne od UV do średnio podczerwieni poprzez różne dopanty

• Oznaczanie laserowe:Trwała identyfikacja metali, tworzyw sztucznych i ceramiki
• Odcinek precyzyjny:Szybkie obróbki arkuszy metalowych z czystymi krawędziami
• Włókno:Złącza części samochodowych i lotniczych
• Obsługa powierzchni:Wykorzystanie do czyszczenia, teksturowania i pokrywania
• Produkcja dodatków:Drukowanie 3D metalu do złożonych geometrii

• Zabiegi dermatologiczne (pigmentacja, zmiany naczyniowe)
• Systemy depilacji
• Procedury odmładzające skórę

• Analiza spektroskopowa
• Systemy LIDAR
• Badania nad obliczeniami kwantowymi
• Techniki obrazowania biologicznego

Technologia laserowa ciągle ewoluuje w różnych kierunkach:

• Skalowanie mocy:Systemy jednorzędowe wielokilowatkowe dla przemysłu ciężkiego
• Ultraszybkie impulsy:Lasery femtosekundowe do mikroobróbki
• Rozszerzenie widma:Nowe długości fal poprzez zaawansowane dopanty
• Integracja systemu:Kompaktne rozwiązania pod klucz
• Włókna specjalne:Włókna krystaliczne z głębokiego rdzenia i fotoniczne

Światowy rynek laserów włóknistych wykazuje silny wzrost:

• Wartość szacowana na 2022 rok: Około $XX mld
• Przewidywana wycena do 2028 r.: XX mld USD (XX% CAGR)
• Chiny stanowią największy rynek regionalny
• Krajobraz konkurencyjny obejmuje IPG Photonics, Coherent i krajowych chińskich producentów

Technologia laserowa przekształciła współczesną produkcję i rozwija się w nowych dziedzinach zastosowań.Lasery światłowodowe pozostaną na czele innowacji fotonicznych.