Referenční informace pro výběrjednomódový vláknový laser
V praktických aplikacích je výběr vhodného jednomódovéhovláknový laservyžaduje systematické zvažování různých parametrů, aby se zajistilo, že jeho výkon odpovídá specifickým požadavkům aplikace, provoznímu prostředí a rozpočtovým omezením. Tato část poskytne praktickou metodologii výběru založenou na požadavcích.
Strategie výběru založená na scénářích použití
Požadavky na výkon prolaseryse v různých aplikačních scénářích výrazně liší. Prvním krokem při výběru je vyjasnění základních požadavků aplikace.
Přesné zpracování materiálů a výroba mikro-nanočástic: Mezi takové aplikace patří jemné řezání, vrtání, řezání polovodičových destiček, značení na mikronové úrovni a 3D tisk atd. Tyto aplikace mají extrémně vysoké požadavky na kvalitu paprsku a velikost zaostřeného bodu. Měl by být zvolen laser s faktorem M² co nejblíže 1 (například <1,1). Výstupní výkon je třeba určit na základě tloušťky materiálu a rychlosti zpracování. Obecně platí, že výkon v rozmezí desítek až stovek wattů splňuje požadavky většiny mikroprocesů. Co se týče vlnové délky, pro většinu zpracování kovových materiálů je preferovanou volbou 1064 nm díky vysoké absorpční míře a nízkým nákladům na watt laserového výkonu.
Vědecký výzkum a špičková měření: Mezi aplikační scénáře patří optická pinzeta, fyzika studených atomů, spektroskopie s vysokým rozlišením a interferometrie. Tyto oblasti obvykle kladou extrémní důraz na monochromatičnost, frekvenční stabilitu a šumový výkon laserů. Přednost by měly mít modely s úzkou šířkou čáry (i s jednou frekvencí) a nízkou intenzitou šumu. Vlnová délka by měla být zvolena na základě rezonanční čáry specifického atomu nebo molekuly (například 780 nm se běžně používá pro chlazení atomů rubidia). Pro interferenční experimenty je obvykle nutné udržovat výstupní předpětí. Požadavky na výkon obecně nejsou vysoké a často postačí několik stovek miliwattů až několik wattů.
Lékařství a biotechnologie: Mezi aplikace patří oční chirurgie, ošetření kůže a zobrazování fluorescenční mikroskopií. Primárním hlediskem je bezpečnost očí, proto se často volí lasery s vlnovými délkami 1550 nm nebo 2 μm, které spadají do pásma bezpečnosti pro oči. Pro diagnostické aplikace je třeba věnovat pozornost stabilitě výkonu; pro terapeutické aplikace by měl být vhodný výkon zvolen na základě hloubky ošetření a energetických požadavků. Flexibilita optického přenosu je v takových aplikacích hlavní výhodou.
Komunikace a snímání: Typickými aplikacemi jsou snímání pomocí optických vláken, liDAR a vesmírná optická komunikace. Tyto scénáře vyžadujílasermít vysokou spolehlivost, přizpůsobivost prostředí a dlouhodobou stabilitu. Pásmo 1550 nm se stalo preferovanou volbou díky nejnižším ztrátám přenosu v optických vláknech. Pro koherentní detekční systémy (jako je koherentní lidar) je jako lokální oscilátor vyžadován lineárně polarizovaný laser s extrémně úzkou šířkou čáry.
2. Prioritní třídění klíčových parametrů
Vzhledem k řadě parametrů lze rozhodnutí činit na základě následujících priorit:
Rozhodující parametry: Nejprve určete vlnovou délku a kvalitu paprsku. Vlnová délka je určena základními požadavky aplikace (absorpční charakteristiky materiálu, bezpečnostní normy, atomové rezonanční čáry) a obvykle zde není prostor pro kompromisy. Kvalita paprsku přímo určuje základní proveditelnost aplikace. Například přesné obrábění nemůže akceptovat lasery s nadměrně vysokým M².
Výkonové parametry: Za druhé, věnujte pozornost výstupnímu výkonu a šířce/polarizaci čáry. Výkon musí splňovat energetický práh nebo požadavky na účinnost aplikace. Charakteristiky šířky čáry a polarizace se určují na základě specifické technické cesty aplikace (například zda se jedná o rušení nebo zdvojnásobení frekvence). Praktické parametry: Nakonec zvažte stabilitu (například dlouhodobou stabilitu výstupního výkonu), spolehlivost (doba bezporuchového provozu), objemovou spotřebu energie, kompatibilitu rozhraní a náklady. Tyto parametry ovlivňují obtížnost integrace a celkové náklady na vlastnictví laseru v reálném provozním prostředí.
3. Výběr a posouzení mezi jednomódovým a vícemódovým režimem
Ačkoli se tento článek zaměřuje na jednomódovývláknové laseryJe zásadní jasně pochopit nutnost volby jednomódového vláknového laseru při samotném výběru. Pokud jsou hlavními požadavky aplikace nejvyšší přesnost zpracování, nejmenší tepelně ovlivněná zóna, maximální zaostřovací schopnost nebo nejdelší přenosová vzdálenost, je jednomódový vláknový laser jedinou správnou volbou. Naopak, pokud aplikace zahrnuje převážně svařování tlustých plechů, povrchovou úpravu velkých ploch nebo přenos vysokého výkonu na krátkou vzdálenost a požadavek na absolutní přesnost není vysoký, pak se vícemódové vláknové lasery mohou stát ekonomičtější a praktičtější volbou díky svému vyššímu celkovému výkonu a nižším nákladům.
Čas zveřejnění: 12. listopadu 2025