В современных быстро меняющихся лазерных технологиях, твердотельных лазерах и волоконно-волоконных лазерах в качестве двух основных лазерных продуктов, каждый из которых в промышленном производстве, научных исследованиях, военных применениях и других областях, чтобы показать уникальное очарование и преимущества.
Во -первых, технический принцип и различия в производительности
① Средство. Среда
Волокновый лазер (волоконно -лазер) используется в качестве среды для усиления стеклянного волокна редкоземельного элемента. Под действием света насоса высокая плотность мощности образуется в волокне, что приводит к изменению количества частиц на уровне энергии лазера и генерирует лазерные колебания через положительную петлю обратной связи резонансной полости. Волокновые лазеры компактны, не требуют сложных систем охлаждения, а гибкость волокна делает его более выгодным в многомерных приложениях пространственной обработки.
В основе лазера волокна лежит оптическое волокно, гибкое, тонкое стекло или пластиковую нить, известную своей способностью направлять свет на большие расстояния с минимальной потерей. Это волокно действует как среда активного усиления для лазера и является центральным для его работы. Однако, в отличие от необычного стекла или пластиковых волокон, используемых в телекоммуникациях, волокна в волокно -лазерах легируют редкоземельными элементами, такими как эрбий или иттербий. Это допинг вводит энергетические состояния, необходимые для работы лазера, позволяя волокну не только прямого света, но и усилить его.
Твердовые лазеры (SSL) сосредоточены на их уникальной среде усиления, твердого материала и обычно состоят из четырех основных компонентов: среды усиления, системы охлаждения, оптической резонансной полости и источника насоса. Среда усиления, такая как рубиновая (Cr: al₂o₃) или неодимий, легированный иттриум-алюминием (ND: YAG), является душой твердого лазера, а активационные ионы, лежащие внутри (например, ND³⁺), используются для инвертирования количества частиц в нагнетевшем свете, чтобы генерировать свет лазера. Система охлаждения отвечает за удаление тепла, накопленного внутри усиления среды из -за генерации лазера и обеспечения стабильной работы лазера. Оптическая резонаторная полость создает непрерывное колебание через положительную обратную связь фотонов для вывода высокомоходового и высоко направленного лазерного луча.
② Результат и эффективность
Лазеры волокна известны своей превосходной электрической эффективностью благодаря характеру волоконно -оптических кабелей, которые проводят свет с минимальными потери. Эта функция позволяет лазерам волокна быть невероятно энергоэффективными, часто достигая эффективности, превышающей 30%.
Твердовые лазеры, как правило, менее эффективны, что может быть связано с более высокими потери их более массового среда усиления и необходимостью в высокоинтенсивных лампах для накачки.
Качество луча: непосредственно влияет на эффективность лазера в точных приложениях.
Одиночная работа лазеров волокна обеспечивает невероятно высокое качество луча, характеризующееся жестким фокусом и минимальной дивергенцией.
Твердовые лазеры, способные доставлять высококачественные балки, часто пытаются соответствовать качеству балки лазеров волокна, особенно на более высоких уровнях мощности.
Несмотря на их более низкую эффективность и качество луча, твердотельные лазеры не лишены их преимуществ. У них есть надежные возможности масштабирования мощности, которые делают их хорошо подходящими для применений с высокой мощностью. Твердовые лазеры могут быть спроектированы для получения невероятно высоких уровней мощности путем увеличения размера среды усиления и мощности насоса, что не так просто для волоконных лазеров из-за размера волокна и ограничений рассеяния тепла.
④ стабильность
Волокновые лазеры очень стабильны. Его структура волокна нечувствительна к изменениям в окружающей среде (например, температура, влажность, вибрация и т. Д.) И способно поддерживать стабильное рабочее состояние в более жестких средах. В то же время, волокнистые лазеры считаются более долговечными и адаптируемыми к изменениям окружающей среды, потому что они имеют твердотельную структуру и не содержат оптических компонентов свободного пространства.
Твердовые лазеры относительно нестабильны, и изменения в факторах окружающей среды могут оказать большее влияние на их эффективность.
⑤eecee Heat Dissipation производительность
Клетчатые лазеры имеют отличную производительность рассеяния тепла. Его среда усиления - это оптическое волокно, которое имеет большое соотношение площади поверхности к объему, и тепло может быть излучается быстро, поэтому оно может работать в течение длительного времени и выдерживать высокую мощность.
Твердовые лазеры относительно трудно рассеять тепло и склонны к проблемам теплового эффекта во время высокой мощности, влияя на производительность и срок службы лазера.
⑥ Размер и затраты на обслуживание
Волокновые лазеры очень компактны и требуют небольшого обслуживания. Небольшой размер волокна и отсутствие внешних зеркал значительно уменьшают проблемы выравнивания, связанные с твердыми лазерами. Кроме того, превосходная способность волокна рассеивать тепло часто устраняет необходимость активного охлаждения, что еще больше снижает требования к техническому обслуживанию. Кроме того, волокно -лазеры, как правило, безопаснее работать, потому что лазер ограничен в волокне, снижая риск случайного воздействия.
Выравнивание зеркал в твердотельных лазерах имеет решающее значение для их работы и требует периодической проверки и корректировки, что увеличивает усилия по техническому обслуживанию. Кроме того, твердотельные лазеры обычно требуют активного охлаждения для управления теплом, генерируемым в среде усиления, что не только добавляет к сложности системы, но и увеличивает требования к техническому обслуживанию. Твердовые лазеры, как правило, больше, чем волокнистые лазеры. Необходимость в промежуточных и внешних зеркалах с большим усилением увеличивает их размер и вес, ограничивая их пригодность для применения, ограниченных пространством.
Во -вторых, области применения
Волокновые лазеры сияют в области промышленной резки и сварки с высокой мощностью, высоким качеством луча, хорошим рассеянием тепла и стабильностью. Волокновые лазеры особенно подходят для резки и сварки толстых пластин металлических материалов, а также их высокая эффективность электрооптического преобразования и безрегулированные, без технического обслуживания конструкция значительно снижает стоимость использования и технического обслуживания. В то же время высокая толерантность волоконно -лазера к суровой рабочей среде, такой как пыль, вибрация, влажность и т. Д., Также хорошо работает на всех видах промышленных площадок. Непрерывные лазеры имеют высокую степень проникновения в области макро-обработки, где они постепенно заменяли традиционные методы обработки.
Твердовые лазеры уникальны в области ультра-определения и ультра-микро-обработки с их высокой пиковой мощностью, большой энергией импульса и короткой длиной волны лазера (например, зеленый, УФ). В таких процессах, как маркировка, разрезание, бурение и сварка металлических/неметаллических материалов, лазеры твердого состояния способны достичь более высокой точности обработки и более широкой применимости материала. Особенно в высокой сварке неметаллических материалов и световой 3D-печати твердые лазеры стали оборудованием, выбранным в силу их коротковолновых лазеров с небольшими тепловыми эффектами и высокой точностью обработки. Сплошные лазеры в основном используются в области точной микрообработки неметаллических материалов и тонких, хрупких и других металлических материалов в силу их коротких длин волн (ультрафиолетовые, глубокие ультрафиолеты), короткие ширины импульсов (пикасеки, фемтосекунд) и мощность высокой пиковой мощности. Кроме того, твердотельные лазеры широко используются в передовых научных исследованиях в области экологических, медицинских и военных областей.
В -третьих, доля рынка
Китай находится в процессе трансформации и модернизации производственной промышленности с низкого уровня производства до высококлассного производства, доля низкокачественного производства высока, а рыночный рынок макро-обработки охватывает как низкокачественное производство, так и часть высококлассного производства, а рыночный спрос, поэтому рыночная мощность лазеров из волокна велика.
Степень локализации лазерной локализации средней и низкой мощности является высоким производителем масштабного производства. Согласно «отчету о развитии лазерной индустрии Китая», показывает, что лазер с низким содержанием мощного волокна полностью реализовал внутреннюю замену; Среднее мощное непрерывное волокно-лазер, внутреннее качество и его очевидный недостаток, ценовое преимущество очевидно, доля рынка эквивалентна; Мощные непрерывные волокно-лазерные, домашние бренды достигли некоторых продаж.
Что касается твердотельных лазеров, из-за позднего развития внутренних, в качестве основного бизнеса нет листинговых компаний, которые в качестве основного бизнеса обычно покупают иностранные бренды.
Волокновые лазеры в основном используются в области макропроцессии в силу их высокой выходной мощности (лазерная макропроцессия, как правило, относится к обработке измерений и форм, где лазерный луч влияет на объект обработки в диапазоне миллиметров); Твердовые лазеры широко используются в области микропроцессы (микропроцесса, как правило, относится к обработке размеров и форм, где точность достигает микрометра или даже нанометра) в силу их коротких длин волн, узких ширины импульсов, высокой пиковой мощности и других преимуществ, которые пользователь из лазеров с твердым состоянием и волоконно-волокон имеет некоторые разности.
Вообще говоря, твердые лазеры и волокнистые лазеры имеют свои области применения. Эти два не имеют прямой конкуренции в большинстве полей, в области перекрытия микрообработки в области обработки металлов, в металле до определенной толщины корпуса из-за причин затрат, поля, в целом используется традиционный способ или волокно-лазеры, только в толщине металла тонких или обработки требований сцены не чувствительны к стоимости использования твердых лазеров. Кроме того, степень конкуренции между двумя перекрытием составляет низкую, твердотельные лазеры в основном используются при обработке неметаллических материалов (стекло, керамика, пластмассы, полимеры, упаковку, другие хрупкие материалы и т. Д.), А в области металлических материалов используются в сценариях, которые требуют высокой точности и относительно нечувствительны к затратам.
