แนะนำเลเซอร์พัลส์ไฟเบอร์

แนะนำเลเซอร์พัลส์ไฟเบอร์

เลเซอร์แบบพัลส์ไฟเบอร์คืออุปกรณ์เลเซอร์อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เส้นใยที่เจือด้วยไอออนของธาตุหายาก (เช่น อิตเทอร์เบียม เออร์เบียม ธูเลียม เป็นต้น) เป็นตัวกลางเพิ่มกำลังแสง ประกอบด้วยตัวกลางเพิ่มกำลังแสง โพรงเรโซแนนซ์เชิงแสง และแหล่งกำเนิดแสง เทคโนโลยีการสร้างพัลส์ส่วนใหญ่ได้แก่ เทคโนโลยี Q-switching (ระดับนาโนวินาที) การล็อกโหมดแบบแอคทีฟ (ระดับพิโควินาที) การล็อกโหมดแบบพาสซีฟ (ระดับเฟมโตวินาที) และเทคโนโลยีการขยายกำลังการสั่นหลัก (MOPA)

การใช้งานในภาคอุตสาหกรรมครอบคลุมถึงการตัดโลหะ การเชื่อม การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ และการตัดแผ่น TAB ของแบตเตอรี่ลิเธียมในด้านพลังงานใหม่ โดยมีกำลังเอาต์พุตหลายโหมดสูงถึงระดับหมื่นวัตต์ ในด้านไลดาร์ เลเซอร์พัลส์ 1550 นาโนเมตร ซึ่งมีพลังงานพัลส์สูงและคุณสมบัติที่ปลอดภัยต่อดวงตา ถูกนำไปใช้ในระบบเรดาร์วัดระยะและเรดาร์ติดตั้งบนยานพาหนะ

ผลิตภัณฑ์หลักๆ ได้แก่ ประเภท Q-switched, ประเภท MOPA และไฟเบอร์กำลังสูงเลเซอร์แบบพัลส์. หมวดหมู่:

1. เลเซอร์ใยแก้วแบบ Q-switched: หลักการของ Q-switching คือการเพิ่มอุปกรณ์ปรับค่าการสูญเสียไว้ภายในเลเซอร์ ในช่วงเวลาส่วนใหญ่ เลเซอร์จะมีการสูญเสียสูงและแทบไม่มีแสงออกมาเลย แต่ภายในช่วงเวลาสั้นๆ การลดการสูญเสียของอุปกรณ์จะช่วยให้เลเซอร์สามารถปล่อยพัลส์สั้นๆ ที่มีความเข้มสูงมากออกมาได้ เลเซอร์ใยแก้วแบบ Q-switched สามารถสร้างได้ทั้งแบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ เทคโนโลยีแบบแอคทีฟโดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับการเพิ่มตัวปรับความเข้มแสงไว้ภายในโพรงเพื่อควบคุมการสูญเสียของเลเซอร์ ส่วนเทคนิคแบบพาสซีฟจะใช้ตัวดูดซับแบบอิ่มตัวหรือผลกระทบแบบไม่เชิงเส้นอื่นๆ เช่น การกระเจิงรามานแบบกระตุ้นและการกระเจิงบริลลูอินแบบกระตุ้นเพื่อสร้างกลไกการปรับค่า Q พัลส์ที่สร้างขึ้นโดยทั่วไปด้วยวิธีการ Q-switching จะอยู่ในระดับนาโนวินาที หากต้องการสร้างพัลส์ที่สั้นกว่านั้น สามารถทำได้โดยวิธีการล็อกโหมด

2. เลเซอร์ไฟเบอร์แบบล็อกโหมด: สามารถสร้างพัลส์สั้นพิเศษได้โดยใช้วิธีการล็อกโหมดแบบแอคทีฟหรือแบบพาสซีฟ เนื่องจากเวลาตอบสนองของตัวปรับสัญญาณ ความกว้างของพัลส์ที่สร้างโดยการล็อกโหมดแบบแอคทีฟจึงมักอยู่ในระดับพิโควินาที ส่วนการล็อกโหมดแบบพาสซีฟนั้นใช้อุปกรณ์ล็อกโหมดแบบพาสซีฟ ซึ่งมีเวลาตอบสนองสั้นมากและสามารถสร้างพัลส์ในระดับเฟมโตวินาทีได้

ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำโดยย่อเกี่ยวกับหลักการของการล็อคแม่พิมพ์

ในโพรงเรโซแนนซ์ของเลเซอร์มีโหมดตามยาวนับไม่ถ้วน สำหรับโพรงรูปวงแหวน ช่วงความถี่ของโหมดตามยาวจะเท่ากับ ∆ν/CCL โดยที่ C คือความเร็วแสง และ CL คือความยาวเส้นทางแสงของแสงสัญญาณที่เดินทางหนึ่งรอบภายในโพรง โดยทั่วไปแล้ว แบนด์วิดท์การขยายของเลเซอร์ไฟเบอร์ค่อนข้างกว้าง และมีโหมดตามยาวจำนวนมากทำงานพร้อมกัน จำนวนโหมดทั้งหมดที่เลเซอร์สามารถรองรับได้ขึ้นอยู่กับช่วงโหมดตามยาว ∆ν และแบนด์วิดท์การขยายของตัวกลางการขยาย ยิ่งช่วงโหมดตามยาวแคบลงเท่าใด แบนด์วิดท์การขยายของตัวกลางก็จะยิ่งกว้างขึ้น และสามารถรองรับโหมดตามยาวได้มากขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกัน ยิ่งช่วงโหมดตามยาวแคบลงเท่าใด แบนด์วิดท์การขยายของตัวกลางก็จะยิ่งกว้างขึ้น และสามารถรองรับโหมดตามยาวได้น้อยลงเท่านั้น

3. เลเซอร์กึ่งต่อเนื่อง (QCW laser): เป็นโหมดการทำงานพิเศษระหว่างเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW) และเลเซอร์แบบพัลส์ ให้กำลังเอาต์พุตสูงในทันทีด้วยพัลส์ยาวเป็นช่วงๆ (โดยทั่วไปรอบการทำงาน ≤1%) ในขณะที่รักษาพลังงานเฉลี่ยให้ค่อนข้างต่ำ เป็นการผสมผสานความเสถียรของเลเซอร์ต่อเนื่องเข้ากับข้อดีของกำลังสูงสุดของเลเซอร์แบบพัลส์

หลักการทางเทคนิค: เลเซอร์ QCW โหลดโมดูลการปรับสัญญาณอย่างต่อเนื่องเลเซอร์วงจรนี้ใช้สำหรับตัดลำแสงเลเซอร์ต่อเนื่องให้เป็นลำดับพัลส์ที่มีรอบการทำงานสูง ทำให้สามารถสลับระหว่างโหมดต่อเนื่องและโหมดพัลส์ได้อย่างยืดหยุ่น คุณสมบัติหลักคือกลไก "การระเบิดระยะสั้น การระบายความร้อนระยะยาว" การระบายความร้อนในช่องว่างระหว่างพัลส์ช่วยลดการสะสมความร้อนและลดความเสี่ยงต่อการเสียรูปทางความร้อนของวัสดุ

ข้อดีและคุณสมบัติ: การทำงานแบบสองโหมด: ผสานกำลังสูงสุดของโหมดพัลส์ (สูงกว่ากำลังเฉลี่ยของโหมดต่อเนื่องถึง 10 เท่า) เข้ากับประสิทธิภาพและความเสถียรสูงของโหมดต่อเนื่อง

การใช้พลังงานต่ำ: ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสูง และต้นทุนการใช้งานระยะยาวต่ำ

คุณภาพลำแสง: คุณภาพลำแสงสูงของเลเซอร์ไฟเบอร์ช่วยให้สามารถตัดเฉือนขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำ