Apa itu Laser Serat?
Laser serat adalah laser solid-state yang menggunakan serat kaca yang didoping dengan unsur tanah jarang sebagai media penguatan, yang memiliki fitur efisiensi konversi fotolistrik yang tinggi, struktur yang sederhana, dan kualitas sinar yang baik. Laser ini telah menjadi arus utama pengembangan teknologi laser dan aplikasi industri. Karena jejak serat optik yang kecil, laser ini dapat digunakan dalam berbagai kesempatan, dan memiliki tingkat penggunaan yang tinggi di bidang manufaktur dan pemrosesan hilir. Laser serat memiliki kemampuan adaptasi pemrosesan yang tinggi dan dapat digunakan dalam aplikasi apa pun. Selain itu, kualitas sinarnya lebih baik, yang dapat memaksimalkan efek pengurangan biaya dan peningkatan efisiensi bagi perusahaan manufaktur.
Fitur Laser Serat
• Sumber cahaya LD berdaya tinggi dan kecerahan rendah yang sesuai dalam spektrum penyerapan unsur tanah jarang dapat dipompa melalui struktur serat berlapis ganda untuk menghasilkan laser mode tunggal dengan kecerahan tinggi.
• Desain kecil dan fleksibel, efisiensi konversi tinggi, dan bekerja dalam kondisi keras dengan sistem pendingin yang baik.
• Menghasilkan sinar dengan kualitas baik, efisiensi konversi tinggi, dan ambang batas rendah.
• Output laser dalam pita 0.38-4um dapat diwujudkan dengan menggunakan berbagai elemen tanah jarang, pemilihan panjang gelombang mudah dan dapat disetel, dan rentang penyetelannya luas.
• Tingkat kesesuaian yang tinggi dengan sistem komunikasi optik yang ada dan kopling yang baik.
• Biaya rendah dengan perangkat serat optik dan serat optik, yang dapat sangat mengurangi biaya struktural.
Komposisi & Prinsip
Seperti jenis laser lainnya, laser serat terdiri dari 3 bagian: media penguatan, sumber pompa, dan rongga resonansi. Laser ini menggunakan serat aktif yang didoping dengan unsur tanah jarang di inti sebagai media penguatan. Umumnya, laser semikonduktor digunakan sebagai sumber pompa. Rongga resonansi umumnya terdiri dari cermin, permukaan ujung serat, cermin loop serat, atau kisi serat. Proses kerja spesifiknya adalah sebagai berikut: Dalam kondisi kerja, serat aktif (serat penguatan) menyerap energi yang disediakan oleh sumber pompa, memperkuat laser keluaran setelah diperkuat oleh rongga resonansi yang terdiri dari serat aktif dan kisi serat.
Sumber Benih
Dikenal juga sebagai sumber sinyal, ia merupakan objek amplifikasi radiasi dalam sistem amplifikasi laser. Laser yang menyediakan sinyal berdaya rendah digunakan sebagai "benih" agar sistem amplifikasi dapat melakukan amplifikasi sesuai dengan status "benih" ini.
Serat Optik Aktif
Serat aktif digunakan sebagai media penguatan, dan fungsinya adalah mewujudkan konversi energi dari cahaya pompa menjadi cahaya sinyal untuk mencapai amplifikasi.
Serat Optik Pasif
Serat optik pasif terutama mewujudkan fungsi transmisi cahaya dan tidak berpartisipasi dalam konversi panjang gelombang. Dalam sistem laser serat, terutama terdapat kisi-kisi serat, serat pencocokan pasif dalam isolator serat, dan serat transmisi energi inti besar multimode pasif dalam komponen transmisi energi laser. Saat ini, produk serat optik pasif dari pemasok dalam negeri pada dasarnya dapat memenuhi kebutuhan produksi, dan hanya sejumlah kecil serat optik pasif yang digunakan untuk produk daya sangat tinggi yang masih perlu menggunakan serat optik impor.
Serat Laser Optik
Sumber Pompa
Dapat digunakan sebagai sumber cahaya langsung bagi laser semikonduktor industri untuk menghasilkan cahaya laser, dan dapat juga digunakan sebagai sumber cahaya pompa untuk menyediakan cahaya pompa berdaya tinggi dan kecerahan tinggi bagi laser serat.
Penggabung Pompa
Laser dari beberapa sumber pompa dapat digabungkan ke dalam serat optik untuk mencapai keluaran laser pompa daya yang lebih tinggi.
Penggabung Energi
Ia dapat menumpuk energi beberapa modul laser serat berdaya tinggi, dan merupakan perangkat inti untuk mewujudkan keluaran penggabungan sinar laser multi-mode.
Kisi-kisi Serat
Kisi difraksi yang dibentuk dengan memodulasi indeks bias inti serat secara aksial secara periodik melalui metode tertentu. Kisi ini termasuk dalam perangkat filter pasif dan juga merupakan komponen penting dari resonator. Kisi ini menentukan panjang gelombang keluaran dan lebar pita laser, serta dapat mengontrol mode laser dan kualitas sinar.
Kepala Laser
Ini adalah komponen penting yang dapat mewujudkan keluaran fleksibel jarak jauh dari laser berdaya tinggi di lokasi aplikasi, dan kompatibel dengan sistem permesinan, sehingga laser yang dihasilkan oleh laser ditransmisikan ke material pemrosesan untuk menyelesaikan aplikasi permesinan laser.
Isolator
Secara efektif dapat melindungi laser dan secara efektif mencegah cahaya yang kembali merusak komponen optik lainnya.
stripper
Modulator akustik-optik ini dapat secara efektif menghilangkan cahaya pelapis pada laser, melindungi perangkat terkait, dan meningkatkan kualitas sinar laser keluaran. Modulator akustik-optik terutama digunakan di dalam resonator, dan memodulasi pulsa laser yang dibutuhkan melalui teknologi modulasi penggerak frekuensi radio. Ini adalah komponen inti laser serat pulsa Q-switched.
Pencocok Pola
Perangkat inti yang digunakan untuk menghubungkan 2 jenis serat optik yang berbeda dapat meminimalkan kehilangan sambungan dari berbagai jenis serat optik dan mengoptimalkan pencocokan medan mode laser.
Jenis & Kegunaan
Berdasarkan mode kerjanya, ada 2 jenis laser serat yang paling umum digunakan: laser kontinu dan laser berdenyut. Laser ini dapat digunakan dalam pemotongan, pengelasan, pengukiran, penandaan, pembersihan, dan berbagai skenario lainnya.
Laser berkelanjutan
Laser kontinyu memancarkan sinar cahaya secara terus menerus, dengan daya puncak 120KW. Digunakan untuk memotong, mengelas, mematri, dan mengebor. Laser semi-kontinu (QCW) pada dasarnya masih berdenyut, tetapi dengan lebar pulsa yang lebih panjang dan daya puncak 23KW, yang digunakan dalam pemotongan, pengelasan busur, pengeboran, penyolderan, pendinginan logam (meningkatkan keuletan logam, mengurangi resistansi DC), khususnya cocok untuk mengganti laser YAG yang dipompa lampu dalam aplikasi pengelasan titik, pengelasan jahitan, dan pengeboran. Ada tumpang tindih tertentu dengan laser kontinu yang digunakan.
Laser Berdenyut
Laser berdenyut dapat dibagi menjadi laser berdenyut nanosecond, picosecond, femto2nd. Laser Nano2nd (lebar pulsa lebih panjang) memiliki daya puncak 1MW dalam penggoresan, pengetsaan, pengeboran, perawatan permukaan, pendinginan, penandaan. Laser Nano2nd (lebar pulsa lebih pendek untuk penyelesaian mikro) digunakan untuk pendinginan, wafer silikon, dan pemotongan kaca. Laser Pico2nd (lebar pulsa mencapai level pico2nd) memiliki daya puncak lebih besar dari 10MW, yang digunakan untuk penghitaman, pemotongan safir dan kaca, pemotongan fotovoltaik dan OLED. Laser Femto2nd (lebar pulsa hingga level femto2nd) memiliki daya puncak lebih besar dari 29MW, yang digunakan untuk pemotongan lembaran logam, pengeboran, pemrosesan presisi tinggi, dan operasi mata.
Biaya Laser Serat
Mesin pengukiran dan pembuatan laser serat dihargai mulai dari $3,500 sampai $28,500 berdasarkan kekuatan laser berdenyut 20W, 30W, 50W, 60W, 70W, dan 100W.
Mesin pemotong laser serat biayanya mulai dari $14,200 untuk $260,000 berdasarkan kekuatan laser berkelanjutan 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W, dan hingga 40000W.
Mesin las laser serat memiliki kisaran harga mulai dari $5,400 sampai $58,000 berdasarkan berbagai jenis termasuk tukang las portabel (pistol las laser genggam), tukang las otomatis (pengendali CNC), tukang las robot dengan daya laser kontinu 1000W, 1500W, 2000W, dan 3000W.
Harga rata-rata yang dibayarkan untuk mesin pembersih laser serat baru adalah $5,000 sampai $19,500 berdasarkan kekuatan laser berdenyut 50W, 100W, 200W, 300W, dan daya laser kontinyu 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.
