Odniesienie do wyborulaser światłowodowy jednomodowy
W zastosowaniach praktycznych wybór odpowiedniego trybu jednomodowegolaser światłowodowyWymaga systematycznego ważenia różnych parametrów, aby upewnić się, że jego wydajność odpowiada konkretnym wymaganiom aplikacji, środowisku operacyjnemu i ograniczeniom budżetowym. W tej sekcji przedstawiono praktyczną metodologię wyboru opartą na wymaganiach.
Strategia wyboru oparta na scenariuszach aplikacji
Wymagania dotyczące wydajności dlalaseryRóżnią się znacząco w zależności od scenariuszy zastosowań. Pierwszym krokiem selekcji jest określenie podstawowych wymagań aplikacji.
Precyzyjna obróbka materiałów i mikro-nanoprodukcja: Takie zastosowania obejmują precyzyjne cięcie, wiercenie, cięcie płytek półprzewodnikowych, znakowanie na poziomie mikronów i drukowanie 3D itp. Wiążą się one z niezwykle wysokimi wymaganiami dotyczącymi jakości wiązki i rozmiaru skupionej plamki. Należy wybrać laser o współczynniku M² jak najbliższym 1 (np. <1,1). Moc wyjściową należy określić na podstawie grubości materiału i szybkości obróbki. Zasadniczo moc od kilkudziesięciu do kilkuset watów spełnia wymagania większości procesów mikroobróbki. Jeśli chodzi o długość fali, 1064 nm jest preferowanym wyborem do większości procesów obróbki materiałów metalowych ze względu na wysoką absorpcję i niski koszt w przeliczeniu na wat mocy lasera.
Badania naukowe i pomiary high-end: Scenariusze zastosowań obejmują pęsetę optyczną, fizykę zimnych atomów, spektroskopię o wysokiej rozdzielczości i interferometrię. Dziedziny te zazwyczaj charakteryzują się ekstremalnym dążeniem do monochromatyczności, stabilności częstotliwości i wydajności szumowej laserów. Modele o wąskiej szerokości linii (nawet o pojedynczej częstotliwości) i szumie o niskiej intensywności powinny być traktowane priorytetowo. Długość fali należy dobierać na podstawie linii rezonansowej konkretnego atomu lub cząsteczki (na przykład 780 nm jest powszechnie stosowane do chłodzenia atomów rubidu). W przypadku eksperymentów interferencyjnych zazwyczaj konieczne jest utrzymanie napięcia wyjściowego. Zapotrzebowanie na moc jest zazwyczaj niewielkie i często wystarcza moc od kilkuset miliwatów do kilku watów.
Medycyna i biotechnologia: Zastosowania obejmują chirurgię okulistyczną, leczenie skóry oraz obrazowanie w mikroskopii fluorescencyjnej. Bezpieczeństwo oczu jest priorytetem, dlatego często wybierane są lasery o długości fali 1550 nm lub 2 μm, które mieszczą się w bezpiecznym dla oka paśmie. W zastosowaniach diagnostycznych należy zwrócić uwagę na stabilność mocy; w zastosowaniach terapeutycznych odpowiednią moc należy dobrać w oparciu o głębokość zabiegu i zapotrzebowanie na energię. Elastyczność transmisji optycznej jest istotną zaletą w tego typu zastosowaniach.
Komunikacja i czujniki: Typowe zastosowania to czujniki światłowodowe, lidar i kosmiczna komunikacja optyczna. Scenariusze te wymagająlaserAby zapewnić wysoką niezawodność, adaptowalność do warunków środowiskowych i długoterminową stabilność. Pasmo 1550 nm stało się preferowanym wyborem ze względu na najniższe straty transmisyjne w światłowodach. W systemach detekcji koherentnej (takich jak koherentny lidar) wymagany jest laser spolaryzowany liniowo o ekstremalnie wąskiej szerokości linii jako oscylator lokalny.
2. Sortowanie priorytetowe kluczowych parametrów
Biorąc pod uwagę liczne parametry, decyzje można podejmować na podstawie następujących priorytetów:
Decydujące parametry: Najpierw należy określić długość fali i jakość wiązki. Długość fali jest determinowana przez podstawowe wymagania danego zastosowania (charakterystyka absorpcji materiału, normy bezpieczeństwa, linie rezonansu atomowego) i zazwyczaj nie ma miejsca na kompromisy. Jakość wiązki bezpośrednio decyduje o podstawowej wykonalności danego zastosowania. Na przykład, precyzyjna obróbka nie może obsłużyć laserów o nadmiernie dużej gęstości (M²).
Parametry wydajności: Po drugie, zwróć uwagę na moc wyjściową oraz szerokość linii/polaryzację. Moc musi spełniać wymagania dotyczące progu energetycznego lub wydajności danego zastosowania. Charakterystyki szerokości linii i polaryzacji są określane na podstawie specyfiki technicznej danego zastosowania (np. obecności zakłóceń lub podwojenia częstotliwości). Parametry praktyczne: Na koniec weź pod uwagę stabilność (np. długoterminową stabilność mocy wyjściowej), niezawodność (czas bezawaryjnej pracy), pobór mocy, kompatybilność interfejsów i koszt. Parametry te wpływają na trudność integracji i całkowity koszt posiadania lasera w rzeczywistym środowisku pracy.
3. Wybór i ocena pomiędzy trybem jednomodowym a wielomodowym
Chociaż w tym artykule skupiono się na trybie jednomodowym,lasery światłowodowe, kluczowe jest, aby jasno zrozumieć konieczność wyboru lasera jednomodowego w rzeczywistym procesie. Gdy kluczowymi wymaganiami aplikacji są najwyższa dokładność przetwarzania, najmniejsza strefa wpływu ciepła, maksymalna zdolność ogniskowania lub najdłuższy zasięg transmisji, laser światłowodowy jednomodowy jest jedynym właściwym wyborem. Z drugiej strony, jeśli aplikacja obejmuje głównie spawanie grubych blach, obróbkę powierzchni dużych powierzchni lub transmisję dużej mocy na krótki dystans, a wymagania dotyczące bezwzględnej dokładności nie są wysokie, lasery światłowodowe wielomodowe mogą stać się bardziej ekonomicznym i praktycznym wyborem ze względu na wyższą moc całkowitą i niższy koszt.
Czas publikacji: 12 listopada 2025 r.