Mūsdienu laikmetā par straujo lāzera tehnoloģijas attīstību cietvielu lāzeri un šķiedru lāzeri, kā divi galvenie galvenie lāzera produkti, ir parādījuši savu unikālo šarmu un priekšrocības daudzās jomās, piemēram, rūpnieciskā ražošanā, zinātniskos pētījumos un militāros lietojumos.
1. Tehniskie principi un veiktspējas atšķirības
① Iegūstiet vidēju
Šķiedru lāzeri kā ieguvuma barotni izmanto retzemju leģētu stikla optiskās šķiedras. Sūkņa gaismas darbībā optiskajā šķiedrā veidojas lielas jaudas blīvums, kā rezultātā tiek apgriezts lāzera enerģijas līmeņa daļiņu skaits, un lāzera svārstības tiek iegūtas, izmantojot rezonanses dobuma pozitīvo atgriezenisko saiti. Šķiedru lāzeriem ir kompakta struktūra, un tiem nav nepieciešama sarežģīta dzesēšanas sistēma. Optiskās šķiedras elastība padara to izdevīgāku daudzdimensiju telpas apstrādes lietojumprogrammās.
Šķiedru lāzera centrā ir optiskā šķiedra, elastīga, stikla vai plastmasas virkne, kas pazīstama ar spēju vadīt gaismu lielos attālumos ar minimālu zaudējumu. Šķiedra darbojas kā lāzera aktīvā pastiprinājuma vide un tās darbība ir galvenā. Tomēr atšķirībā no nesaudzētām stikla vai plastmasas šķiedrām, ko izmanto telekomunikācijās, šķiedru lāzera šķiedra tiek leģēta ar retzemju elementiem, piemēram, erbium vai ytterbium. Šis dopings ievieš enerģijas stāvokļus, kas nepieciešami lāzera darbībai, ļaujot šķiedrai ne tikai vadīt gaismu, bet arī pastiprināt to.
Cietā stāvokļa lāzers (SSL) ir vērsts uz tā unikālo pastiprinājuma vidi, cietu materiālu, un to parasti veido četras daļas: audzēšanas vidēja, dzesēšanas sistēma, optiskais rezonators un sūkņa avots. GADĪJUMA MEDIJA, piemēram, Ruby (Cr: Al₂o₃) vai neodīma leģēts Yttium alumīnija granāts (ND: YAG), ir cieta lāzera dvēsele. Aktivētie joni, kas leģēti tajā (piemēram, nd³⁺), sasniedz populācijas apgriezienu sūkņa gaismas darbībā, tādējādi radot lāzera gaismu. Dzesēšanas sistēma ir atbildīga par lāzera ģenerēšanas dēļ uzkrāto siltuma noņemšanu, kas uzkrāta pastiprināšanas vidē, nodrošinot lāzera stabilu darbību. Optiskā rezonanses dobums veido nepārtrauktas svārstības, izmantojot pozitīvu fotogrāfiju atgriezenisko saiti, un izvada ļoti monohromatisku un ļoti virziena lāzera staru.
② Veiktspēja un efektivitāte
Šķiedru lāzeri ir pazīstami ar savu izcilo elektrisko efektivitāti, pateicoties optisko šķiedru kabeļu īpašībām, kas rada gaismu ar minimāliem zaudējumiem. Šī funkcija padara šķiedru lāzerus neticami energoefektīvus, bieži sasniedzot efektivitāti, kas pārsniedz 30%.
Cietā stāvokļa lāzeri parasti ir mazāk efektīvi, iespējams, pateicoties lielākiem to apjomīgā pastiprinājuma vidēja zaudējumiem un nepieciešamību pēc augstas intensitātes lampām sūknēšanai.
③ Sijas kvalitāte: tieši ietekmē lāzeru efektivitāti precizitātes lietojumos
Šķiedru lāzeru viena režīma darbība nodrošina neticami augstu staru kvalitāti, ko raksturo stingra fokusēšana un minimāla atšķirība.
Cietā stāvokļa lāzeri, lai arī spēj nodrošināt augstas kvalitātes starus, bieži ir grūtības saskaņot šķiedru lāzeru staru kvalitāti, īpaši augstākā jaudas līmenī.
Neskatoties uz zemāku efektivitāti un staru kvalitāti, cietvielu lāzeri nav bez to priekšrocībām. Viņiem ir jaudīgas enerģijas mērogošanas iespējas, padarot tās ideālas lieljaudas lietojumprogrammām. Cietā stāvokļa lāzerus var veidot, lai iegūtu neticami lielu jaudas līmeni, palielinot pastiprināšanas barotnes un sūkņa jaudas lielumu, kas šķiedru lāzeriem nav tik vienkāršs šķiedras lieluma un siltuma izkliedes ierobežojumu dēļ.
④ Stabilitātes šķiedru lāzeriem ir augsta stabilitāte.
Tās šķiedru struktūra ir nejutīga pret vides izmaiņām (piemēram, temperatūru, mitrumu, vibrāciju utt.), Un tā var saglabāt stabilu darba stāvokli salīdzinoši skarbā vidē. Tajā pašā laikā šķiedru lāzeri izmanto cietvielu struktūru un nesatur brīvas telpas optiskās sastāvdaļas, tāpēc tie tiek uzskatīti par izturīgākiem un pielāgojamākām vides izmaiņām.
Cietvielu lāzeru stabilitāte ir salīdzinoši slikta, un vides faktoru izmaiņām var būt lielāka ietekme uz to veiktspēju.
⑤ Siltuma izkliedes veiktspēja
Šķiedru lāzeriem ir lieliska karstuma izkliedes veiktspēja. Tās pastiprināšanas barotne ir optiskā šķiedra, kurai ir liela virsmas un tilpuma attiecība, un siltumu var ātri izkliedēt, tāpēc tā var ilgu laiku darboties stabili un var izturēt lielu jaudas jaudu.
Cietā stāvokļa lāzerus ir samērā grūti izkliedēt siltumu, un, skrienot ar lielu jaudu, tie ir pakļauti siltuma efektiem, ietekmējot lāzera veiktspēju un dzīvi.
⑥ Izmēra un uzturēšanas izmaksu šķiedru lāzeri ir ļoti kompakti un gandrīz neprasa apkopi.
Neliels šķiedras izmērs un ārējo spoguļu neesamība ievērojami samazina izlīdzināšanas problēmas, kas saistītas ar cietvielu lāzeriem. Turklāt šķiedras lieliskajām karstuma izkliedes iespējām parasti nav nepieciešama aktīva dzesēšana, turpmāka uzturēšanas prasību samazināšana. Tajā pašā laikā šķiedru lāzerus parasti drošāk darbojas, jo lāzers ir ierobežots šķiedrās, samazinot nejaušas iedarbības risku.
Spoguļu izlīdzināšana cietvielu lāzeros ir kritiska to darbībai, un tā prasa regulāru pārbaudi un pielāgošanu, kas palielina apkopes darba slodzi. Turklāt cietvielu lāzeriem parasti ir nepieciešama aktīva dzesēšana, lai pārvaldītu siltumu, kas ģenerēts pastiprināšanas vidē, kas ne tikai palielina sistēmas sarežģītību, bet arī palielina apkopes prasības. Cietā stāvokļa lāzeri parasti ir lielāki nekā šķiedru lāzeri. Nepieciešamība pēc lieliem pastiprināšanas spoguļiem un ārējiem spoguļiem palielina to lielumu un svaru, ierobežojot to pielietojamību lietojumprogrammās ar ierobežotu vietu.
2. Pieteikuma lauki
Šķiedru lāzeri spīd rūpnieciskās griešanas un metināšanas jomā ar to lielo jaudu, augsto staru kvalitāti, labu karstuma izkliedes veiktspēju un stabilitāti. Šķiedru lāzeri ir īpaši piemēroti biezas plāksnes griešanai un metālam materiālu metināšanai. Viņu augstā elektrooptiskā pārveidošanas efektivitāte, kā arī bez regulējuma un bez apkopes dizains ievērojami samazina lietošanas izmaksas un apkopes grūtības. Tajā pašā laikā augstā šķiedru lāzeru tolerance līdz skarbai darba videi, piemēram, putekļiem, vibrācijai, mitrumam utt., Arī liek tiem labi darboties dažādās rūpniecības vietās. Nepārtrauktiem lāzeriem ir augsta iespiešanās pakāpe makro apstrādes jomā, un tie šajā jomā ir pakāpeniski aizstājuši tradicionālās apstrādes metodes.
Cietā stāvokļa lāzeri ir unikāli ultra precizitātes un īpaši mikro pārstrādes jomā ar to augsto maksimālo jaudu, lielu impulsa enerģiju un īsviļņu garuma lāzera izvadi (piemēram, zaļā gaisma un ultravioletā gaisma). Tādos procesos kā metāla/nemetāla materiāla marķējums, griešana, urbšana un metināšana, cietvielu lāzeri var sasniegt augstāku apstrādes precizitāti un plašāku materiālu pielietojamību. Īpaši ar augstas precizitātes metināšanu un nemetālisko materiālu 3D drukāšanu 3D drukāšanā cietvielu lāzeri ir kļuvuši par vēlamo aprīkojumu, pateicoties to īsviļņu garuma lāzeriem ar maziem termiskajiem efektiem un augstu apstrādes precizitāti. Cietā stāvokļa lāzerus galvenokārt izmanto nemetālisku materiālu un plānu, trauslu un citu metāla materiālu precizitātes mikro mašīnā to īsā viļņa garuma (ultravioletā, dziļa ultravioletā), īsā impulsa platuma (pikosekundes, femtosekundes) un augsta pīķa jauda. Turklāt cietvielu lāzerus plaši izmanto progresīvākajos zinātniskajos pētījumos vides, medicīnas, militārā un tā tālāk jomā.
3. Tirgus daļa
Mana valsts notiek pārveidošanas un ražošanas uzlabošanas procesā no zemākās klases ražošanas līdz augstas klases ražošanai. Zemas klases ražošana veido lielu daļu. Makroapstrādes tirgus aptver gan zemākās klases ražošanu, gan dažas augstas klases ražošanu. Tirgus pieprasījums ir liels. Tāpēc šķiedru lāzeru tirgus jauda ir salīdzinoši liela.
Vietējo mazjaudas šķiedru lāzeru lokalizācijas pakāpe ir augsta, un ir daudz vietējo liela mēroga ražotāju. Saskaņā ar "Ķīnas lāzera nozares attīstības ziņojumu", mazjaudas šķiedru lāzeri ir pilnībā aizstāti ar vietējiem produktiem; Runājot par vidēja enerģijas nepārtrauktiem šķiedru lāzeriem, vietējai kvalitātei nav acīmredzamu trūkumu, cenu priekšrocība ir acīmredzama, un tirgus daļa ir līdzvērtīga; Runājot par lieljaudas nepārtrauktiem šķiedru lāzeriem, vietējie zīmoli ir sasnieguši daļēju pārdošanu.
Runājot par stabiliem lāzeriem, vēlīnā attīstības dēļ Ķīnā pašlaik nav iekļautu uzņēmumu ar šo produktu kā galveno biznesu, un viņi parasti iegādājas ārvalstu zīmolus.
Šķiedru lāzerus galvenokārt izmanto makro apstrādes jomā, ņemot vērā to lielo izejas jaudu (makro apstrāde lāzerā parasti attiecas uz apstrādes objekta lieluma un formas apstrādi ar lāzera stara ietekmi uz apstrādes objektu milimetru diapazonā); Cietie lāzeri tiek plaši izmantoti mikroapstrādes jomā, ņemot vērā to priekšrocības, piemēram, īsu viļņa garumu, šauru impulsa platumu un lielu maksimālo jaudu (mikro apstrāde parasti attiecas uz izmēra un formas apstrādi ar precizitāti, kas sasniedz mikrometru vai pat nanometru līmeni), kā rezultātā noteiktas atšķirības starp cietajiem lāzeriem un šķiedras lāzeriem.
Kopumā cietiem lāzeriem un šķiedru lāzeriem ir dažādi lietojumprogrammu lauki, un katram ir savs pieteikšanās lauks. Lielākajā daļā lauku starp abiem nav tiešas konkurences. Metāla materiālu apstrādes laukā, kas pārklājas ar mikroapstrādes lauku, kad metāls sasniedz noteiktu biezumu, šajā laukā izmaksu iemeslu dēļ parasti tiek izmantotas tradicionālās metodes vai šķiedru lāzeri. Cietie lāzeri tiek izmantoti tikai ainās ar plānu metāla biezumu vai augstas apstrādes prasības un nejutīgi pret izmaksām. Turklāt sacensību pārklāšanās starp abiem ir zema. Cietie lāzeri galvenokārt izmanto nemetālisku materiālu (stikla, keramikas, plastmasas, polimēru, iepakojuma, citu trauslu materiālu utt.) Apstrādei, un metāla materiālu laukā tos izmanto ainās ar augstām precizitātes prasībām un samērā nejūtīgiem izmaksām.
