แนะนำเลเซอร์แบบไฟเบอร์พัลส์

แนะนำเลเซอร์แบบไฟเบอร์พัลส์

เลเซอร์แบบไฟเบอร์พัลส์คืออุปกรณ์เลเซอร์ซึ่งใช้เส้นใยที่เจือด้วยไอออนของธาตุหายาก (เช่น อิตเทอร์เบียม เออร์เบียม ทูเลียม ฯลฯ) เป็นตัวกลางในการขยายสัญญาณ ประกอบด้วยตัวกลางในการขยายสัญญาณ ช่องเรโซแนนซ์แสง และแหล่งจ่ายสัญญาณปั๊ม เทคโนโลยีการสร้างพัลส์ของเส้นใยประกอบด้วยเทคโนโลยี Q-switching (ระดับนาโนวินาที), การล็อกโหมดแอคทีฟ (ระดับพิโควินาที), การล็อกโหมดพาสซีฟ (ระดับเฟมโตวินาที) และเทคโนโลยีการขยายกำลังออสซิลเลชันหลัก (MOPA)

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมครอบคลุมการตัดโลหะ การเชื่อม การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ และการตัดด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมแบบ TAB ในภาคพลังงานใหม่ โดยมีกำลังส่งออกหลายโหมดสูงถึงระดับหนึ่งหมื่นวัตต์ ในด้านไลดาร์ เลเซอร์แบบพัลส์ 1550 นาโนเมตร ซึ่งมีพลังงานพัลส์สูงและคุณสมบัติที่ปลอดภัยต่อดวงตา ถูกนำไปใช้ในระบบวัดระยะและระบบเรดาร์ที่ติดตั้งบนยานพาหนะ

ประเภทผลิตภัณฑ์หลัก ได้แก่ ประเภท Q-switched ประเภท MOPA และไฟเบอร์กำลังสูงเลเซอร์แบบพัลส์. หมวดหมู่:

1. เลเซอร์ไฟเบอร์แบบ Q-switched: หลักการของ Q-switching คือการเพิ่มอุปกรณ์ที่สามารถปรับค่าความสูญเสียแสงภายในเลเซอร์ ในช่วงเวลาส่วนใหญ่ เลเซอร์จะมีค่าความสูญเสียแสงสูงและแทบไม่มีแสงออกมาเลย ภายในระยะเวลาอันสั้นมาก การลดค่าความสูญเสียแสงของอุปกรณ์ทำให้เลเซอร์สามารถปล่อยพัลส์สั้นที่มีความเข้มข้นสูงออกมาได้ เลเซอร์ไฟเบอร์แบบ Q-switched สามารถทำได้ทั้งแบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ โดยทั่วไปแล้วเทคโนโลยีแบบแอคทีฟจะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มตัวปรับความเข้มแสงภายในโพรงเพื่อควบคุมการสูญเสียแสงของเลเซอร์ เทคนิคแบบพาสซีฟใช้ตัวดูดซับที่อิ่มตัวหรือเอฟเฟกต์แบบไม่เชิงเส้นอื่นๆ เช่น การกระเจิงรามานแบบกระตุ้นและการกระเจิงบริลลูอินแบบกระตุ้นเพื่อสร้างกลไกการปรับค่า Q โดยทั่วไปพัลส์ที่สร้างขึ้นโดยวิธีการ Q-switching จะอยู่ที่ระดับนาโนวินาที หากต้องการสร้างพัลส์ที่สั้นกว่านั้น สามารถทำได้โดยใช้วิธีการล็อกโหมด

2. เลเซอร์ไฟเบอร์แบบล็อกโหมด: สามารถสร้างพัลส์สั้นมากผ่านวิธีการล็อกโหมดแบบแอคทีฟหรือแบบพาสซีฟ เนื่องจากเวลาตอบสนองของโมดูเลเตอร์ ความกว้างของพัลส์ที่เกิดจากล็อกโหมดแบบแอคทีฟจึงโดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับพิโควินาที ส่วนการล็อกโหมดแบบพาสซีฟใช้อุปกรณ์ล็อกโหมดแบบพาสซีฟ ซึ่งมีเวลาตอบสนองสั้นมากและสามารถสร้างพัลส์ในระดับเฟมโตวินาทีได้

ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำสั้นๆ เกี่ยวกับหลักการล็อกแม่พิมพ์

ในโพรงเรโซแนนซ์เลเซอร์มีโหมดตามยาวนับไม่ถ้วน สำหรับโพรงรูปวงแหวน ช่วงความถี่ของโหมดตามยาวจะเท่ากับ /CCL โดยที่ C คือความเร็วแสง และ CL คือความยาวเส้นทางแสงของสัญญาณที่เดินทางหนึ่งรอบภายในโพรง โดยทั่วไปแล้ว แบนด์วิดท์เกนของเลเซอร์ไฟเบอร์ค่อนข้างใหญ่ และโหมดตามยาวจำนวนมากทำงานพร้อมกัน จำนวนโหมดทั้งหมดที่เลเซอร์สามารถรองรับได้ขึ้นอยู่กับช่วงโหมดตามยาว ∆ν และแบนด์วิดท์เกนของตัวกลางที่รับค่าเกน ยิ่งช่วงโหมดตามยาวมีค่าน้อย แบนด์วิดท์เกนของตัวกลางก็จะยิ่งมากขึ้น และสามารถรองรับโหมดตามยาวได้มากขึ้น ในทางกลับกัน ยิ่งมีค่าน้อย

3. เลเซอร์แบบกึ่งต่อเนื่อง (QCW) : เป็นโหมดการทำงานพิเศษระหว่างเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW) และเลเซอร์แบบพัลส์ ให้กำลังส่งสูงทันทีผ่านพัลส์ยาวเป็นระยะ (โดยทั่วไปรอบการทำงาน ≤1%) ในขณะที่ยังคงรักษากำลังเฉลี่ยที่ค่อนข้างต่ำ เลเซอร์นี้ผสานความเสถียรของเลเซอร์แบบต่อเนื่องเข้ากับข้อได้เปรียบด้านกำลังส่งสูงสุดของเลเซอร์แบบพัลส์

หลักการทางเทคนิค: เลเซอร์ QCW โหลดโมดูลมอดูเลชั่นอย่างต่อเนื่องเลเซอร์วงจรนี้ใช้เพื่อตัดเลเซอร์ต่อเนื่องให้เป็นลำดับพัลส์รอบการทำงานสูง ทำให้สามารถสลับระหว่างโหมดต่อเนื่องและโหมดพัลส์ได้อย่างยืดหยุ่น คุณสมบัติหลักคือกลไก “การระบายความร้อนระยะสั้น ระยะยาว” การระบายความร้อนในช่องว่างพัลส์ช่วยลดการสะสมความร้อนและลดความเสี่ยงของการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของวัสดุ

ข้อดีและคุณสมบัติ: การผสานรวมโหมดคู่: ผสมผสานพลังงานสูงสุดของโหมดพัลส์ (สูงสุด 10 เท่าของพลังงานเฉลี่ยของโหมดต่อเนื่อง) เข้ากับประสิทธิภาพและความเสถียรที่สูงของโหมดต่อเนื่อง

การใช้พลังงานต่ำ: ประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้า-ออปติกสูงและต้นทุนการใช้งานในระยะยาวต่ำ

คุณภาพลำแสง: คุณภาพลำแสงสูงของเลเซอร์ไฟเบอร์รองรับการตัดเฉือนระดับไมโครที่แม่นยำ