У сьогоднішню епоху швидкого розвитку лазерних технологій, твердотільних лазерів та волоконних лазерів, як два основних основних лазерних продуктів, показали свою унікальну чарівність та переваги у багатьох галузях, таких як промислове виробництво, наукові дослідження та військові застосування.
1. Технічні принципи та відмінності щодо ефективності
① Нагоду середнього рівня
Лазери з волокон використовують рідкісні скляні волокна, що лежать у землі, як засоби масової інформації. Під дією насосного світла в волокні утворюється висока щільність потужності, що призводить до інверсії населення лазерного рівня енергії, а лазерні коливання генеруються за допомогою позитивної петлі зворотного зв'язку резонансної порожнини. Лазери з волокон є компактними і не потребують складної системи охолодження, а гнучкість волокна робить їх більш вигідними у багатовимірних програмах обробки простору.
Ядро волокон-лазера-це оптичне волокно, гнучке, тонке скло або пластикову нитку, відому своєю здатністю керувати світлом на великі відстані з мінімальними втратами. Волокно діє як активне посилення середовища лазера і є серцевиною роботи лазера. Однак, на відміну від неплачених скляних або пластикових волокон, що використовуються в телекомунікаціях, оптичне волокно в волокно -лазері лежить рідкісними земляними елементами, такими як ербій або іттербіум. Цей допінг вводить енергетичні стани, необхідні для лазерної роботи, що дозволяє волокно не тільки керувати світлом, але й посилювати його.
Твердотільний лазер (SSL) зосереджений на своєму унікальному середньому середовищі посилення - твердий матеріал і зазвичай складається з чотирьох частин: посилення середовища, системи охолодження, оптичної резонансної порожнини та джерела насоса. Накопичення середовища, наприклад, Ruby (Cr: Al₂o₃) або нумієм, легований ітрієм, алюмінієвим гранатом (ND: YAG), є душею суцільних лазерів. Активовані іони (наприклад, ND³⁺), лежані всередині нього, досягають інверсії кількості частинок під дією світла насоса, тим самим генеруючи лазер. Система охолодження відповідає за зняття тепла, накопиченого всередині середовища посилення, завдяки лазерному виробленню для забезпечення стабільної роботи лазера. Оптична резонансна порожнина утворює безперервні коливання завдяки позитивному зворотному зв'язку з фотонами та виводить високомонохроматичний та високопоставлений лазерний промінь.
②performance та ефективність
Лазери з волокон відомі своєю винятковою електричною ефективністю завдяки характеру волоконно -оптичних кабелів, які проводять світло з мінімальними втратами. Ця функція робить волоконні лазери неймовірно енергоефективними, часто досягаючи ефективності понад 30%. Твердодержавні лазери, як правило, менш ефективні, ймовірно, через більш високі втрати їх об'ємного виграшного середовища та потреби у лампах високої інтенсивності для накачування.
③Beam ЯКІСТЬ: безпосередньо впливає на ефективність лазера в точних додатках. Одномодна робота волоконно-волоконних лазерів може забезпечити неймовірно високу якість променя, що характеризується тісним фокусуванням та мінімальною розбіжністю. Хоча твердотільні лазери здатні забезпечити високоякісні промені, їх часто важко відповідати якості променя волоконних лазерів, особливо на більш високих рівнях потужності. Незважаючи на меншу ефективність та якість променя, твердотільні лазери не без їх переваг. Вони мають потужні можливості масштабування потужності і дуже підходять для застосувань з високою потужністю. Твердотільні лазери можуть бути розроблені для отримання неймовірно високих рівнів потужності за рахунок збільшення розміру середнього середовища та потужності насоса, що не так просто для волоконних лазерів через обмеження розміру волокна та розсіювання тепла.
④ Лазери з волокон стабільності мають високу стабільність. Їх волокна структура нечутлива до змін навколишнього середовища (наприклад, температура, вологість, вібрація тощо) і може підтримувати стабільний робочий стан у відносно суворих умовах. У той же час волоконні лазери використовують твердотільну структуру і не містять оптичних компонентів вільного простору, тому вони вважаються більш міцними та здатними адаптуватися до змін навколишнього середовища. Твердотільні лазери мають відносно погану стабільність, а зміни факторів навколишнього середовища можуть мати більший вплив на їх ефективність.
⑤ Лазери волокна з тепловим розсіюванням мають відмінні показники розсіювання тепла. Її посилення - це оптичне волокно, яке має велике співвідношення площі поверхні до об'єму, а тепло може швидко розсіюватися, тому воно може тривалий час працювати і може протистояти високій потужності. Тепло-розсіювання твердотільних лазерів порівняно складно, і проблеми теплового ефекту схильні при роботі з високою потужністю, що впливає на продуктивність та життя лазера.
⑥ Розмір та обслуговування волоконних лазерів дуже компактні та майже без технічного обслуговування. Невеликий розмір волокна та відсутність зовнішніх дзеркал значно зменшують проблеми вирівнювання, пов'язані з твердими лазерами. Крім того, відмінна здатність до розсіювання волокна зазвичай не потребує активного охолодження, що ще більше зменшує вимоги до обслуговування. У той же час волоконні лазери, як правило, безпечніші для роботи, оскільки лазер обмежується всередині волокна, зменшуючи ризик випадкового впливу. Вирівнювання дзеркал у твердотільних лазерах має вирішальне значення для їх роботи і вимагає регулярного огляду та коригування, що збільшує навантаження на технічне обслуговування. Крім того, твердотільні лазери зазвичай потребують активного охолодження для управління теплом, що утворюється в середовищі посилення, яке не тільки збільшує складність системи, але й збільшує вимоги до обслуговування. Твердодержавні лазери, як правило, більші, ніж волоконні лазери. Потреба у великих дзеркалах посилення та зовнішніх дзеркал збільшує їх розмір та вагу, обмежуючи їх застосування в додатках з обмеженим простором.
2. Поля застосування
Лазери волокна блищать у галузі промислового різання та зварювання з їх високою потужністю, високою якістю променя, хорошими показниками розсіювання тепла та стабільністю. Лазери з волокон особливо підходять для розрізання товстої пластини та зварювання металевих матеріалів. Їх висока ефективність електрооптичної конверсії та конструкція без коригування та без технічного обслуговування значно знижують витрати на використання та складність технічного обслуговування. У той же час, висока толерантність до волокон лазерів до суворих робочих умов, таких як пил, вібрація, вологість тощо, також змушує їх добре працювати в різних промислових місцях. Постійні лазери мають високий ступінь проникнення в галузі макро обробки та поступово замінюють традиційні методи обробки в цій галузі.
Твердотільні лазери є унікальними у галузі ультраточної та ультра-мікромірової обробки з їх високою піковою потужністю, великою енергією імпульсу та лазерним виходом короткої хвилі (наприклад, зеленим світлом та ультрафіолетовим світлом). У таких процесах, як маркування металевого/неметалевого матеріалу, різання, буріння та зварювання, твердотільні лазери можуть досягти більш високої точності обробки та більш широкого застосування матеріалу. Особливо у високоточних зварюваннях та легкому друку 3D-друку неметалічних матеріалів, твердотільні лазери стали кращим обладнанням завдяки їх лазерам коротких хвиль з невеликими тепловими ефектами та високою точністю обробки. Твердотільні лазери в основному використовуються в полі точної мікромобільної машини неметалічних матеріалів та тонких, крихких та інших металевих матеріалів завдяки їх короткій довжині хвилі (ультрафіолет, глибокий ультрафіолет), коротку ширину імпульсу (пікосекунд, фемтосекунд) і висока пікова потужність. Крім того, твердотільні лазери широко використовуються в передових наукових дослідженнях у галузі навколишнього середовища, медицини, військових тощо.
3. Частка ринку
Моя країна перебуває в процесі трансформації та модернізації виробництва від виробництва низького класу до виробництва високого класу. Виробництво низького класу припадає на високу частку. Ринок макропроцеси охоплює як низький виготовлення, так і деяке виробництво високого класу. Попит на ринок великий. Тому ринкова потужність волоконних лазерів порівняно велика.
Ступінь локалізації вітчизняних волоконно-волоконних лазерів висока, і існує багато внутрішніх масштабних виробників. Відповідно до "Звіту про розвиток лазерної промисловості Китаю", волоконні лазери з низькою потужністю були повністю замінені вітчизняними продуктами; Що стосується лазерів безперервної волокон середньої потужності, внутрішня якість не має очевидних недоліків, цінова перевага очевидна, а частка ринку рівнозначна; Що стосується високопоставлених волоконних лазерів, вітчизняні бренди досягли часткових продажів.
Що стосується твердих лазерів, то через пізню розробку в Китаї в даний час не існує перерахованих компаній з цим продуктом як їх основний бізнес, і вони, як правило, купують іноземні бренди.
Волокно -лазери в основному використовуються в галузі макро обробки завдяки їх високій вихідній потужності (обробка лазерної макросум, як правило, стосується обробки розміру та форми об'єкта обробки з впливом лазерного променя на об'єкт обробки в межах міліметра ); Тверді лазери широко використовуються в полі мікро обробки завдяки їх перевагам, такими як коротка довжина хвилі, вузька ширина імпульсу та висока пікова потужність (мікро обробка, як правило, відноситься до обробки розміру та форми з точністю, що досягає мікрометра або навіть рівня нанометра ), внаслідок чого певні відмінності між користувачами твердих лазерів та волоконними лазерами.
Загалом, тверді лазери та волоконні лазери мають різні поля застосування, і кожен має власне поле застосування. Не існує прямої конкуренції між ними в більшості полів. У полі обробки металевих матеріалів, що перекриваються з полем мікро обробки, коли метал досягає певної товщини, це поле, як правило, застосовує традиційні методи або волоконні лазери через причини витрат. Тверді лазери використовуються лише в сценах з тонкою товщиною металу або високими вимогами до обробки та нечутливих до витрат. Крім того, конкуренція перекриття між ними низька. Суцільні лазери в основному використовуються для переробки неметалічних матеріалів (скла, кераміка, пластмаса, полімерів, упаковки, інших крихких матеріалів тощо), а в галузі металевих матеріалів вони використовуються в сценах з високими точними вимогами та відносно нечутливий до витрат.
