파이버 레이저는 무엇에 사용됩니까? 광섬유 레이저는 어떻게 작동합니까? 파이버 레이저의 특징?

파이버 레이저 머신/공진 파이버 레이저

파이버 레이저 기계는 희토류 도핑 된 유리 섬유를 이득 매체로 사용하는 레이저를 말합니다. 파이버 레이저를 기반으로 파이버 레이저를 개발할 수 있습니다. 펌프 라이트의 작용으로 파이버에 높은 전력 밀도가 쉽게 형성되어 레이저 작동 물질 레이저 에너지 레벨을 유발합니다. 공동), 레이저 발진 출력이 형성 될 수있다.

특성:

광대역 광섬유 광원

핵심 구성 요소 :

공명 공동

원리:

희토류 원소 도핑 된 섬유 사용

소개

파이버 레이저는 레이저 파이버 통신, 레이저 우주 통신, 산업 조선, 자동차 제조, 레이저 조각, 레이저 마킹, 레이저 커팅, 인쇄 롤, 금속 및 비금속 드릴링 / 절단 / 용접 (브레이징, ching 칭)을 포함한 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. ) 물, 클래딩 및 딥 용접), 군사 및 국방 보안, 의료 장비 및 장비, 대규모 인프라, 기타 레이저의 펌프 소스 등

레이저 신호 생성에는 세 가지 기본 조건이 필요합니다. 입자 수 역 회전, 광학 피드백의 존재 및 레이저 임계 값. 따라서, 레이저는 작동 물질, 펌프 소스 및 공진 공동으로 구성됩니다. 파이버 레이저의 기본 구조는 다음과 같습니다. 이득 섬유는 광자를 생성하는 이득 매체이다; 펌프 라이트는 게인 매체가 펌프 소스 인 입자 수의 역 회전에 도달하도록 외부 에너지로 사용됩니다. 광학 공진 공동은 두 개의 거울로 구성되어 있습니다.이 기능은 광자가 피드백을 받고 작동 매체에서 증폭되도록하는 것입니다. 펌핑 된 빛은 게인 섬유로 들어가 흡수되어 게인 매체의 에너지 수준을 반대로합니다. 공진 공동의 이득이 손실보다 높으면, 2 개의 미러 사이에 레이저 발진이 형성되어 레이저 신호 출력이 발생한다.

파이버 레이저의 특징

(1) 좋은 빔 품질.

섬유의 도파관 구조는 섬유 레이저가 단일 횡 모드 출력을 얻기 쉽고 외부 요인의 영향을받지 않으며 고휘도 레이저 출력을 달성 할 수 있는지를 결정합니다.

(2) 고효율.

파이버 레이저는 방출 원과 도핑 된 희토류 원소 흡수 특성이 펌프 소스로 일치하는 반도체 레이저를 선택하여 높은 광에서 광으로의 변환 효율을 달성 할 수 있습니다. 이테르븀 도핑 된 고출력 파이버 레이저의 경우, 일반적으로 형광 수명이 길고 고출력 작동을 달성하기 위해 에너지를 효과적으로 저장할 수있는 915nm 또는 975nm 반도체 레이저가 선택됩니다. 상업용 파이버 레이저의 전체 전기 광학 효율은 최대 25 %로 비용 절감, 에너지 절약 및 환경 보호에 도움이됩니다.

(3) 우수한 방열 특성.

파이버 레이저는 날씬한 희토류 도핑 된 파이버를 레이저 게인 매체로 사용하며 표면적 대 부피 비율이 매우 큽니다. 고체 벌크 레이저보다 약 1000 배나 열 방출에있어 자연적으로 유리합니다. 중소 전력 상황에서 광섬유를 특수 냉각 할 필요가 없으며, 수냉식 방열은 고전력 상황에서 사용되므로 열 효과로 인한 빔 품질 및 효율성 저하를 효과적으로 피할 수 있습니다. 고체 레이저에서 일반적입니다.

(4) 컴팩트 한 구조와 높은 신뢰성.

파이버 레이저는 레이저 이득 매체로 작고 유연한 파이버를 사용하기 때문에 볼륨을 압축하고 비용을 절약하는 것이 유리합니다. 펌프 소스는 또한 소형의 모듈화가 쉬운 반도체 레이저입니다. 상용 제품은 일반적으로 파이버 브래그 격자와 같은 파이버 기반 장치와 결합 된 피그 테일로 출력 될 수 있습니다. 이들 장치가 서로 융합되는 한, 완전한 섬유가 실현 될 수있다. 높은 방해 내성 및 높은 안정성으로 유지 보수 시간과 비용을 절약 할 수 있습니다.

기존의 파이버 레이저 카테고리

섬유 소재의 종류에 따라 분류

1. 크리스탈 파이버 레이저. 작업 재료는 레이저 결정 섬유, 주로 루비 단결정 섬유 레이저 및 nd3 + : YAG 단결정 섬유 레이저입니다.

2. 비선형 광섬유 레이저. 주로 자극 된 라만 산란 섬유 레이저와 자극 된 브릴 리언 산란 섬유 레이저가 있습니다.

3. 희토류 도핑 된 파이버 레이저. 광섬유의 매트릭스 재료는 유리이며, 광섬유에는 희토류 원소 이온이 도핑되어 활성화되어 파이버 레이저를 만듭니다.

4. 플라스틱 섬유 레이저. 플라스틱 광섬유의 코어 또는 클래딩에 레이저 염료를 도핑하여 파이버 레이저를 만듭니다.

이득 매체로 분류 :

1. 크리스탈 파이버 레이저. 작업 재료는 레이저 결정 섬유, 주로 루비 단결정 섬유 레이저 및 Nd3 + : YAG 단결정 섬유 레이저입니다.

2. 비선형 광섬유 레이저. 주로 자극 된 라만 산란 섬유 레이저와 자극 된 브릴 리언 산란 섬유 레이저가 있습니다.

3. 희토류 도핑 된 파이버 레이저. 희토류 원소 이온이 섬유에 도핑되어 활성화됩니다 (Nd3 +, Er3 +, Yb3 +, Tm3 + 등, 매트릭스는 석영 유리, 불화 지르코늄 유리, 단결정 일 수 있음). 섬유 레이저를 만듭니다.

4. 플라스틱 섬유 레이저. 플라스틱 광섬유의 코어 또는 클래딩에 레이저 염료를 도핑하여 파이버 레이저를 만듭니다.

캐비티 구조로 분류

F-P 캐비티, 링 캐비티, 루프 리플렉터 파이버 공진기 및 \"8\"형상 캐비티, DBR 파이버 레이저, DFB 파이버 레이저 등으로 나뉩니다.

섬유 구조로 분류

단일 클래드 파이버 레이저, 이중 클래드 파이버 레이저, 광결정 파이버 레이저, 특수 파이버 레이저로 구분됩니다.

출력 레이저 특성으로 분류

연속 파이버 레이저와 펄스 파이버 레이저로 나뉘며, 그 중에서 펄스 파이버 레이저는 Q 스위치 파이버 레이저 (ns 순서의 펄스 폭)와 모드 잠금 파이버 레이저 (ps 또는 fs 순서의 펄스 폭)로 나눌 수 있습니다. 펄스 형성 원리에 따라.

3 세대 레이저 기술을 대표하는 파이버 레이저는 다음과 같은 장점이 있습니다.

(1) 유리 광섬유의 저렴한 제조 비용, 성숙한 기술 및 광섬유의 유연성으로 인해 소형화 및 집중 성의 이점이 있습니다.

(2) 유리 섬유는 결정처럼 입사 펌프 광에 대해 엄격한 위상 정합을 가질 필요는 없습니다. 이는 유리 매트릭스의 분할에 의해 야기 된 불균일 한 확대가 더 넓은 흡수 대역을 초래하기 때문이다.

(3) 유리 재료는 면적 대 부피비가 매우 낮고, 열 방출이 빠르며 손실이 적으므로 변환 효율이 높고 레이저 임계 값이 낮다.

(4) 출력 레이저는 많은 파장을 가지고 있습니다. 이것은 희토류 이온의 에너지 수준이 매우 풍부하고 많은 종류의 희토류 이온이 있기 때문입니다.

(5) 조정 성 : 희토류 이온의 넓은 에너지 수준과 유리 섬유의 넓은 형광 스펙트럼으로 인해.

(6) 화이버 레이저의 공진 공동에는 광학 렌즈가 없기 때문에 조정이 필요없고 유지 보수가 필요 없으며 안정성이 뛰어나 기존의 레이저와 비교할 수없는 장점이 있습니다.

(7) 광섬유가 수출되어 레이저가 다양한 다차원 및 임의의 공간 처리 응용 분야에 쉽게 적용 될 수 있으므로 기계 시스템의 설계가 매우 간단합니다.

(8) 먼지, 충격, 충격, 습도 및 온도에 대한 내성이 높은 가혹한 작업 환경에서 유능합니다.

(9) 열전 냉각 및 수냉이 필요 없으며 단순한 공랭식.

(10) 높은 전기 광학 효율 : 포괄적 인 전기 광학 효율은 20 % 나 높아 작업 중 전력 소비를 크게 줄이고 운영 비용을 절감합니다.

(11) 고출력 상용 파이버 레이저는 6 킬로와트입니다.