Införafiberpulserade lasrar
Fiberpulserade lasrar ärlaseranordningarsom använder fibrer dopade med sällsynta jordartsmetaller (såsom ytterbium, erbium, tulium, etc.) som förstärkningsmedium. De består av ett förstärkningsmedium, en optisk resonanskavitet och en pumpkälla. Dess pulsgenereringsteknik inkluderar huvudsakligen Q-switching-teknik (nanosekundnivå), aktiv modlåsning (pikosekundnivå), passiv modlåsning (femtosekundnivå) och MOPA-teknik (Main Oscillation power amplification).
Industriella tillämpningar omfattar metallskärning, svetsning, laserrengöring och TAB-skärning med litiumbatterier inom det nya energiområdet, med multilägesutgångseffekt som når tiotusen wattsnivån. Inom lidar används 1550 nm pulserade lasrar, med sin höga pulsenergi och ögonsäkra egenskaper, i avståndsmätning och fordonsmonterade radarsystem.
De viktigaste produkttyperna inkluderar Q-switchad typ, MOPA-typ och högeffektsfiberpulserade lasrarKategori:
1. Q-switchad fiberlaser: Principen för Q-switching är att lägga till en förlustjusterbar enhet inuti lasern. Under de flesta tidsperioder har lasern en stor förlust och nästan ingen ljusutgång. Inom en extremt kort tidsperiod gör en minskning av enhetens förlust att lasern kan mata ut en mycket intensiv kort puls. Q-switchade fiberlasrar kan uppnås antingen aktivt eller passivt. Aktiv teknik innebär vanligtvis att man lägger till en intensitetsmodulator inuti kaviteten för att kontrollera laserns förlust. Passiva tekniker använder mättade absorbenter eller andra ickelinjära effekter såsom stimulerad Ramanspridning och stimulerad Brillouinspridning för att bilda Q-moduleringsmekanismer. Pulserna som generellt genereras med Q-switchingmetoder är på nanosekundnivå. Om kortare pulser ska genereras kan det uppnås genom modlåsningsmetoden.
2. Modlåst fiberlaser: Den kan generera ultrakorta pulser genom aktiv modlåsning eller passiv modlåsning. På grund av modulatorns svarstid är pulsbredden som genereras av aktiv modlåsning generellt på pikosekundnivå. Passiv modlåsning använder passiva modlåsningsenheter, som har en mycket kort svarstid och kan generera pulser på femtosekundskalan.
Här är en kort introduktion till principen för formlåsning.
Det finns otaliga longitudinella moder i en laserresonant kavitet. För en ringformad kavitet är frekvensintervallet för de longitudinella moderna lika med /CCL, där C är ljusets hastighet och CL är den optiska väglängden för signalljuset som färdas en tur och retur inom kaviteten. Generellt sett är förstärkningsbandbredden för fiberlasrar relativt stor, och ett stort antal longitudinella moder arbetar samtidigt. Det totala antalet moder som lasern kan hantera beror på det longitudinella modintervallet ∆ν och förstärkningsbandbredden för förstärkningsmediet. Ju mindre det longitudinella modintervallet är, desto större är mediets förstärkningsbandbredd, och desto fler longitudinella moder kan stödjas. Omvänt, desto mindre.
3. Kvasikontinuerlig laser (QCW-laser): Det är ett speciellt arbetssätt mellan kontinuerliga våglasrar (CW) och pulsade lasrar. Den uppnår hög momentan effekt genom periodiska långa pulser (arbetscykel vanligtvis ≤1 %) samtidigt som en relativt låg genomsnittlig effekt bibehålls. Den kombinerar stabiliteten hos kontinuerliga lasrar med fördelen med toppeffekt hos pulsade lasrar.
Teknisk princip: QCW-lasrar laddar moduleringsmoduler i kontinuerlig driftlaserkrets för att skära kontinuerliga lasrar till pulssekvenser med hög arbetscykel, vilket ger flexibel växling mellan kontinuerliga och pulserade lägen. Dess kärnfunktion är mekanismen för "kortvarig burst, långvarig kylning". Kylningen i pulsgapet minskar värmeackumulering och minskar risken för termisk deformation av materialet.
Fördelar och funktioner: Integrering med två lägen: Den kombinerar toppeffekten i pulsläge (upp till 10 gånger den genomsnittliga effekten i kontinuerligt läge) med den höga effektiviteten och stabiliteten i kontinuerligt läge.
Låg energiförbrukning: Hög elektrooptisk omvandlingseffektivitet och låg långsiktig användningskostnad.
Strålkvalitet: Fiberlasrarnas höga strålkvalitet möjliggör exakt mikrobearbetning.
Publiceringstid: 10 november 2025