V dnešní rychle se měnící laserové technologii, laserech a laserech z pevných látek jako dvou mainstreamových laserových produktů, z nichž každá je v průmyslové produkci, vědecký výzkum, vojenské aplikace a další oblasti, které ukazují jedinečné kouzlo a výhody.
Za prvé, technický princip a rozdíly ve výkonu
① Získat médium
Vláknitý laser (vláknitý laser) se používá jako prvek ze vzácného prvku dopované ze skleněných vláken. Pod působením světla čerpadla se ve vláknu vytvoří vysoká hustota výkonu, což má za následek obrácení počtu částic v hladině laserové energie a vytváří laserové oscilace prostřednictvím pozitivní zpětné vazby rezonanční dutiny. Lasery vláken jsou kompaktní, nevyžadují komplexní chladicí systémy a flexibilita vlákna je výhodnější v aplikacích s vícerozměrným prostorovým zpracováním.
V srdci vlákniny je optické vlákno, flexibilní, tenké sklo nebo plastové vlákno známé svou schopností nasměrovat světlo na velké vzdálenosti s minimální ztrátou. Toto vlákno působí jako médium aktivního zisku pro laser a je ústřední pro jeho provoz. Na rozdíl od nenopovaných skleněných nebo plastových vláken používaných při telekomunikacích jsou však vlákna ve vláknových laserech dopována prvky vzácných zemin, jako je erbium nebo ytterbium. Toto doping zavádí energetické stavy nezbytné pro to, aby laser fungoval, což umožňuje vláknu nejen řídit světlo, ale také jej zesiluje.
Lasery s pevným státem (SSL) jsou soustředěny na jejich jedinečné mediální médium, pevný materiál a obvykle se skládají ze čtyř hlavních složek: mediálního média, chladicího systému, optická rezonanční dutina a zdroj čerpadla. Ziskové médium, jako je Ruby (Cr: Al₂o₃) nebo neodymium dopovaný granet Yttrium-Aliminum (ND: YAG), je duše pevného laseru a dopovanou ionty dopoleného do něj (např. Nd³⁺) se používají k inverzním počtu částic do čerpacího světla pro generování laserového světla. Systém chlazení je zodpovědný za odstranění tepla nahromaděného uvnitř zisku v důsledku tvorby laseru a zajištění stabilního provozu laseru. Optická rezonátorová dutina vytváří kontinuální oscilaci prostřednictvím pozitivní zpětné vazby fotonů k výkonu vysoce monochromatického a vysoce směrového laserového paprsku.
② Performance a efektivita
Vláknité lasery jsou známé svou vynikající elektrickou účinností díky povaze kabelů z optických vláken, které provádějí světlo s minimální ztrátou. Tato funkce umožňuje vláknovým laserům být neuvěřitelně energeticky účinný a často dosahuje účinnosti přesahující 30%.
Lasery s pevným státem jsou obvykle méně efektivní, které lze připsat vyšším ztrátám jejich objemnějších médií zisku a potřebě vysoce intenzivních lamp pro čerpání.
Kvalita paprsku: Přímo ovlivňuje účinnost laseru v přesných aplikacích.
Provoz laserů vláken s jedním režimem poskytuje neuvěřitelně vysokou kvalitu paprsku, charakterizované těsným zaostřením a minimální divergencí.
Pevné lasery, i když jsou schopné dodávat vysoce kvalitní paprsky, často bojují o přizpůsobení kvalitě laserů vlákna paprsku, zejména při vyšších úrovních výkonu.
Navzdory jejich nižší účinnosti a kvalitě paprsku nejsou lasery v pevném stavu bez jejich výhod. Mají robustní schopnosti škálování výkonu, díky nimž jsou dobře vhodné pro aplikace s vysokým výkonem. Lasery s pevným státem mohou být navrženy tak, aby produkovaly neuvěřitelně vysokou úroveň výkonu zvýšením velikosti ziskového média a výkonu čerpadla, což není pro lasery vlákna tak jednoduché kvůli velikosti vláken a omezením rozptylu tepla.
④ Stabilita
Vláknové lasery jsou vysoce stabilní. Její struktura vláken je necitlivá na změny v prostředí (např. Teplota, vlhkost, vibrace atd.) A je schopna udržovat stabilní pracovní stav v tvrdších prostředích. Zároveň jsou lasery vlákna považovány za odolnější a přizpůsobivější změnám prostředí, protože mají pevnou strukturu a neobsahují optické komponenty volného prostoru.
Lasery s pevným státem jsou relativně nestabilní a změny v faktorech prostředí mohou mít větší dopad na jejich výkon.
⑤ Hreat Dissipation Performance
Lasery vlákna mají vynikající výkon rozptylu tepla. Její mediální médium je optická vlákna, která má velký poměr povrchu k objemu a teplo může být rychle emitováno, takže může fungovat stabilně po dlouhou dobu a vydržet vysoký výkon.
Lasery s pevným státem jsou relativně obtížné rozptýlit teplo a jsou náchylné k problémům s tepelným účinkem během provozu s vysokým výkonem, což ovlivňuje výkon a životnost laseru.
„Náklady na údržbu
Vláknové lasery jsou velmi kompaktní a vyžadují malou údržbu. Malá velikost vlákna a nepřítomnost vnějších zrcadel výrazně snižuje problémy se zarovnáním spojené s lasery pevného stavu. Kromě toho vynikající schopnost vlákna rozptylovat teplo často eliminuje potřebu aktivního chlazení, což dále snižuje požadavky na údržbu. Také vlákniny jsou také obvykle bezpečnější, protože laser je omezen uvnitř vlákna, což snižuje riziko náhodné expozice.
Zarovnání zrcadel v laserech v pevném stavu je rozhodující pro jejich provoz a vyžaduje periodickou kontrolu a úpravu, což zvyšuje úsilí o údržbu. Kromě toho lasery v pevném stavu obvykle vyžadují aktivní chlazení pro řízení tepla generovaného v médiu Gain, což nejen zvyšuje složitost systému, ale také zvyšuje požadavky na údržbu. Lasery s pevným státem bývají větší než lasery vlákna. Potřeba velkých zisků mezilehlých a vnějších zrcadel zvyšuje jejich velikost a hmotnost, což omezuje jejich vhodnosti pro aplikace omezené prostorem.
Za druhé, oblasti aplikací
Lasery vlákniny svítí v oblasti průmyslového řezání a svařování s vysokou energií, vysokou kvalitou paprsku, dobrým rozptylem a stabilitou tepla. Lasery vlákniny jsou zvláště vhodné pro řezání a svařování silných desek kovových materiálů a jejich vysoká účinnost elektrooptické konverze a nastavení bez údržby výrazně snižuje náklady na potíže s používáním a údržbou. Současně vysoká tolerance vlákna laseru pro tvrdé pracovní prostředí, jako je prach, vibrace, vlhkost atd. Kontinuální lasery mají vysoký stupeň penetrace v oblasti makro zpracování, kde postupně nahrazují tradiční metody zpracování.
Lasery s pevným stavem jsou jedinečné v oblasti ultra-přesného a ultra-mikropodnictví s vysokým maximálním výkonem, velkým pulzním energií a výstupem laseru s krátkou vlnovou délkou (např. Zelená, UV). V procesech, jako je značení, řezání, vrtání a svařování kovových/nekovových materiálů, jsou lasery v pevném stavu schopny dosáhnout vyšší přesnosti zpracování a širší použitelnost materiálu. Zejména ve vysokotěsném svařování nekovových materiálů a 3D tisku vyléčeného světlem se lasery s pevným státem staly vybavením výběrem na základě jejich krátkodobých laserů s malými tepelnými účinky a vysokou přesností zpracování. Lasery s pevným stavem se používají hlavně v oblasti přesného mikromachiningu nekovových materiálů a tenkých, křehkých a jiných kovových materiálů na základě jejich krátkých vlnových délek (ultrafialové, hluboké ultrafialové), krátké šířky pulsu (picosekundy, femtosecondy) a vysokých vrcholů). Kromě toho se lasery pevných států široce používají při špičkovém vědeckém výzkumu v oblasti životního prostředí, lékařských a vojenských oblastí.
Zatřetí, podíl na trhu
Čína je v procesu transformace a modernizace výrobního průmyslu z nízkopodnikového výroby na špičkovou výrobu, podíl nízké výroby je vysoký, a trh s makro zpracováním pokrývá jak dolní výrobu, tak i část špičkového výroby, a poptávka na trhu je velká, a tržní poptávka je velká.
Titul lokalizace laseru pro domácí a nízký výkon je vysoký, výrobci výroby v domácím měřítku. Podle zprávy o rozvoji „čínského laserového průmyslu“ ukazuje, že laser s nízkým výkonem si plně realizoval domácí substituci; Cenová výhoda je zřejmá středně výkonná vláknitá laser, domácí kvalita a žádná zjevná nevýhoda, podíl na trhu je ekvivalentní; Domácí značky s vysokým výkonem Continuous Fiber Laser dosáhly určitého prodeje.
Pokud jde o lasery v pevném stavu, kvůli pozdnímu vývoji domácího, neexistují žádné společnosti s tímto produktem jako hlavní firmu, obvykle kupují zahraniční značky.
Vláknové lasery se používají hlavně v oblasti makro zpracování na základě jejich vysokého výstupního výkonu (laserové makro zpracování obecně odkazuje na zpracování rozměrů a tvarů, kde laserový paprsek ovlivňuje objekt zpracování v rozsahu milimetrů); Lasery s pevným stavem se široce používají v oblasti mikroprocesu (mikroprocesování obecně odkazuje na zpracování rozměrů a tvarů, kde přesnost dosáhne úrovně mikrometrů nebo dokonce nanometrů) na základě jejich krátkých vlnových délek, úzkých vedrtů pulsu, vysoký maximální sílu a další výhody a uživatele pevných lásků a vláknových laserů a vláknových laserů a laserů a vlákniny a vlákniny a lasers a vlákny a vlákny mají některé rozdíly.
Obecně lze říci, že pevné lasery a lasery vláken mají své vlastní oblasti aplikace. Oba nemají přímou konkurenci ve většině polí, v oblasti mikromachiningu překrývání v oblasti zpracování kovových materiálů, v kovu na určitou tloušťku případu z důvodů, které pole obecně používají tradiční nebo vláknité lasery, pouze v tloušťce kovového nebo kovového tloušťky u tloušťky kovu, pouze v tloušťce kovu. Kromě toho je stupeň konkurence mezi těmito dvěma překrýváním nízký, lasery s pevným stavem se používají hlavně při zpracování nekovových materiálů (sklo, keramika, plasty, polymery, balení, jiné křehké materiály atd.) A v oblasti kovových materiálů se používají ve scénářích a jsou relativně necitlivé na náklady.
