เลเซอร์ใยแก้วนำแสง เลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวกำลังสูง การประยุกต์ใช้พื้นที่หลายโพสต์

โธมัส ชรีเบอร์, แอนเดรียส ทันเนอร์มานน์ และแอนเดรียส ทอมส์

ด้วยการระบุปัญหาเกี่ยวกับเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงและการปรับไฟเบอร์ออปติกให้เหมาะสม ทำให้สามารถบรรลุพลังงานโหมดเดียวที่ 4.3 kW พร้อมด้วยการปรับขนาดที่เป็นไปได้ในอนาคตและการใช้งานเลเซอร์ที่รวดเร็วเป็นพิเศษใหม่ในการพัฒนา

หากมีแนวโน้มที่ชัดเจนประการหนึ่งเกี่ยวกับเทคโนโลยีเลเซอร์ นั่นก็คือการเพิ่มขึ้นของไฟเบอร์เลเซอร์ ไฟเบอร์เลเซอร์ได้แย่งส่วนแบ่งการตลาดจากเลเซอร์ CO2 กำลังสูง เช่นเดียวกับเลเซอร์โซลิดสเตตเชิงปริมาตรในการตัดและเชื่อมกำลังสูง ผู้ผลิตไฟเบอร์เลเซอร์รายใหญ่กำลังหันมาใช้แอพพลิเคชั่นใหม่จำนวนมากเพื่อดึงดูดตลาดมากยิ่งขึ้น

ในบรรดาเลเซอร์กำลังสูง ระบบโหมดเดี่ยวมีคุณสมบัติที่ทำให้เป็นที่ต้องการ: มีความสว่างสูงสุดและสามารถโฟกัสได้จนถึงระดับไม่กี่ไมครอนและมีความเข้มสูงสุด นอกจากนี้ยังแสดงระยะชัดลึกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ทำให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการประมวลผลระยะไกล

อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะผลิต และมีเพียงผู้นำตลาด PHG Photonics (อ็อกซ์ฟอร์ด, แมสซาชูเซตส์) เท่านั้นที่นำเสนอระบบโหมดเดี่ยวขนาด 10 kW (2009)

น่าเสียดายที่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะลำแสงเหล่านี้ โดยเฉพาะส่วนประกอบมัลติโหมดที่เป็นไปได้ที่อาจสอดคล้องกับลำแสงโหมดเดี่ยว

ทีมนักวิจัยในเยอรมนีสาธิตพลังงานโหมดเดี่ยว 4.3 kW จากไฟเบอร์เลเซอร์ ซึ่งเอาท์พุตถูกจำกัดด้วยกำลังปั๊มอินพุตเท่านั้น

ได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลเยอรมันและด้วยความร่วมมือกับ TRUMPF (ดิทซิงเกน ประเทศเยอรมนี), Active Fiber Systems, Jenoptik และสถาบัน Leibniz สำหรับเทคโนโลยีโฟโตนิก ซึ่งเป็นทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Friedrich Schiller และสถาบัน Fraunhofer สำหรับวิศวกรรมทัศนศาสตร์ประยุกต์และวิศวกรรมความแม่นยำ (ทั้งหมด ในเมืองเยนา ประเทศเยอรมนี) ได้วิเคราะห์ความท้าทายในการปรับขนาดเลเซอร์ดังกล่าว และพัฒนาเส้นใยใหม่เพื่อเอาชนะข้อจำกัด ทีมงานประสบความสำเร็จในการทดสอบหลายชุดโดยแสดงเอาต์พุตโหมดเดี่ยวที่ 4.3 kW ซึ่งเอาต์พุตเลเซอร์ไฟเบอร์ถูกจำกัดโดยกำลังอินพุตของปั๊มเท่านั้น

เอฟเฟกต์การบรรจุสำหรับการปรับมาตราส่วนไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดียว

อะไรคือความท้าทายสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงโหมดเดี่ยวเช่นนี้? สิ่งเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามสาขา: ก) การปั๊มที่ดีขึ้น ข) การพัฒนาไฟเบอร์แอคทีฟที่มีการสูญเสียแสงต่ำที่ทำงานในโหมดเดียวเท่านั้น และ ค) การวัดที่ถูกต้องส่งผลให้เกิดรังสี

ในบทความนี้ เราจะถือว่า ก) ได้รับการแก้ไขโดยใช้เลเซอร์ไดโอดความสว่างสูงและเทคนิคการแยกส่วนที่เหมาะสม และมุ่งเน้นไปที่อีกสองส่วนที่เหลือ

เมื่อพัฒนาไฟเบอร์แบบแอคทีฟสำหรับการใช้งานในโหมดเดี่ยวกำลังสูง ชุดพารามิเตอร์ทั่วไปสองชุดจะถูกใช้เพื่อการปรับให้เหมาะสม: การเติมและเรขาคณิต ต้องกำหนดพารามิเตอร์ทั้งหมดสำหรับการสูญเสียขั้นต่ำ การทำงานในโหมดเดียว และสุดท้ายคืออัตราขยายกำลังสูง เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ในอุดมคติจะให้อัตราการแปลงที่สูงกว่า 90% คุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยม และกำลังเอาต์พุตที่ถูกจำกัดโดยกำลังของปั๊มที่มีอยู่เท่านั้น

อย่างไรก็ตาม การขยายขนาดระบบโหมดเดี่ยวให้มีกำลังสูงขึ้นอาจส่งผลให้มีความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้นภายในแกนกลางที่ทำงานอยู่ มีภาระความร้อนเพิ่มขึ้น และเอฟเฟกต์แสงแบบไม่เชิงเส้นจำนวนหนึ่ง เช่น การกระเจิงของรามัน (SRS) ที่ถูกกระตุ้น และการกระเจิงของบริลลูอิน (SBS) ที่ถูกกระตุ้น

ขึ้นอยู่กับขนาดของคอร์ที่ใช้งานอยู่ โหมดตามขวางหลายโหมดสามารถตื่นเต้นและขยายได้ สำหรับระยะพิทช์ดัชนีที่กำหนดระหว่างแกนกลางและเปลือก ยิ่งส่วนตัดขวางของเซลล์ที่ใช้งานอยู่มีขนาดเล็กลง จำนวนน้อยลงระบอบการปกครองดังกล่าว อย่างไรก็ตาม เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่ายังหมายถึงความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นอีกด้วย เทคนิคเล็กๆ น้อยๆ เช่น การดัดด้วยไฟเบอร์ จะเพิ่มการสูญเสียให้กับโหมดที่สูงขึ้น

อย่างไรก็ตาม สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางแกนที่ใหญ่กว่าและภาระความร้อน อาจเกิดลักษณะการทำงานอื่นได้ โหมดเหล่านี้อาจมีการโต้ตอบระหว่างการขยายเสียง—โดยไม่ต้องใช้ เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดการขยายพันธุ์ โปรไฟล์เอาต์พุตอาจไม่เสถียรเชิงพื้นที่หรือชั่วคราว

ความไม่เสถียรของโหมดขวาง

เส้นใยเจืออิตเทอร์เบียม (Yb) เป็นสื่อการทำงานทั่วไปสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวกำลังสูง แต่เกินกว่าเกณฑ์ที่กำหนด พวกมันแสดงเอฟเฟกต์ใหม่ทั้งหมด - ที่เรียกว่าความไม่เสถียรของโหมดขวาง (TMI)

ที่ระดับพลังงานระดับหนึ่ง โหมดที่สูงขึ้นหรือแม้แต่โหมดการหุ้มก็ปรากฏขึ้น พลังงานจะถูกถ่ายโอนแบบไดนามิกระหว่างโหมดเหล่านี้ และคุณภาพของลำแสงจะลดลง

ลำแสงเริ่มสั่นที่ทางออก

นับตั้งแต่มีการค้นพบ TMI ก็พบว่ามีการออกแบบเส้นใยที่หลากหลาย ตั้งแต่เส้นใยดัชนีพิตช์ไปจนถึงเส้นใยคริสตัลโฟโตนิก เฉพาะค่าเกณฑ์เท่านั้นที่ขึ้นอยู่กับรูปทรงและการเติม แต่การประมาณการคร่าวๆ ชี้ให้เห็นว่าผลกระทบนี้เกินกำลังเอาท์พุต 1 kW

ในขณะเดียวกัน พบว่าผลกระทบนี้เกิดจากผลกระทบด้านความร้อนภายในเส้นใย โดยมีความสัมพันธ์อย่างมากกับผลกระทบจากแสงที่มืดลง นอกจากนี้ ความไวของไฟเบอร์เลเซอร์ต่อ TMI นั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลัก

รูปทรงของดัชนีขั้นนำไปสู่พารามิเตอร์จำนวนหนึ่งสำหรับการปรับให้เหมาะสมที่สุด สามารถปรับแต่งเส้นผ่านศูนย์กลางแกน ขนาดเปลือกปั๊ม และดัชนีการหักเหของแสงระหว่างแกนและเปลือกปั๊มได้ การตั้งค่านี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารเจือปน กล่าวคือ ความเข้มข้นของไอออน Yb สามารถใช้เพื่อควบคุมความยาวการดูดซับของการแผ่รังสีของปั๊มในไฟเบอร์แอคทีฟ สามารถเติมสารเติมแต่งอื่นๆ เพื่อลดผลกระทบจากความร้อนและควบคุมระยะดัชนีการหักเหของแสง

แต่มีข้อกำหนดที่ขัดแย้งกันบางประการ เพื่อลดผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น ไฟเบอร์จะต้องสั้นลง อย่างไรก็ตาม เพื่อลดภาระความร้อน ไฟเบอร์จะต้องยาวขึ้น การทำให้มืดลงด้วยภาพถ่ายจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสารเจือปนกำลังสอง ดังนั้นเส้นใยที่ยาวกว่าและมีสารโด๊ปต่ำกว่าก็จะดีกว่าเช่นกัน

การประยุกต์ในวิทยาศาสตร์ที่เร็วมาก

หลังจากประมาณหนึ่งทศวรรษของความซบเซาในการปรับขนาดของเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวกำลังสูง ตอนนี้ดูเหมือนว่าจะเป็นไปได้ที่จะพัฒนาเลเซอร์ไฟเบอร์ระดับกิโลวัตต์รุ่นใหม่ที่มีคุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยม

แสดงกำลังเอาต์พุต 4.3 kW จำกัดด้วยกำลังของปั๊มเท่านั้น

ข้อจำกัดหลักสำหรับการขยายขนาดเพิ่มเติมได้รับการระบุแล้ว และวิธีเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้รับการระบุแล้ว

ควรสังเกตว่าเป็นการตรวจสอบผลกระทบที่ทราบทั้งหมดอย่างละเอียดและการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสมในเวลาต่อมา ซึ่งนำไปสู่ความก้าวหน้าในการออกแบบไฟเบอร์ และในที่สุดก็สร้างสถิติใหม่ในการส่งออกพลังงาน

การปรับขนาดและการปรับไฟเบอร์เพิ่มเติมสำหรับการใช้งานอื่นๆ ดูเป็นไปได้และจะดำเนินการต่อไป

นี่เป็นการเปิดโอกาสที่น่าสนใจมากมาย

ในด้านหนึ่ง การถ่ายโอนผลลัพธ์ไปยังผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมเป็นที่ต้องการของพันธมิตรโครงการ แต่จะต้องใช้ความพยายามในการพัฒนาที่สำคัญเพิ่มเติม

ในทางกลับกัน เทคโนโลยีนี้มีความสำคัญมากสำหรับการปรับขนาดระบบเลเซอร์ไฟเบอร์ออปติกอื่นๆ เช่น เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ femtosecond

ข้อมูลอ้างอิง

1. F. Beier และคณะ "กำลังเอาต์พุตโหมดเดี่ยว 4.3 กิโลวัตต์จากเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ Yb-doped ที่อัดด้วยไดโอดโดยตรง" ที่จะเผยแพร่ใน Opt. ด่วน.
2. T. Eidam และคณะ เลือก เลตต์, 35, 94–96 (2010)
3. M. Müller และคณะ ตัวเลือก เลตต์, 41, 3439–3442 (2016)

การพัฒนาซึ่งกระทำมากกว่าปกของอุตสาหกรรมสมัยใหม่มักจะกระตุ้นให้เกิดแนวทางทางเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่อิงจากขั้นสูง พัฒนาการทางวิทยาศาสตร์มีวัตถุประสงค์เพื่อขยายขอบเขตและปริมาณของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของความต้องการด้านการผลิตที่สอดคล้องกับความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์คือสาขาเทคโนโลยีเลเซอร์ ข้อดีมากมายพร้อมข้อเสียขั้นต่ำกลายเป็นสาเหตุของการแนะนำอย่างกว้างขวางในด้านการทำเครื่องหมายชิ้นส่วนชุดประกอบและผลิตภัณฑ์ของอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์

อุตสาหกรรมการมาร์กด้วยเลเซอร์มีการใช้งานที่หลากหลาย อุปกรณ์เลเซอร์ (แค็ตตาล็อก)ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน ประเภทต่างๆตัวปล่อยเลเซอร์ คุณภาพของรังสี อายุการใช้งานที่สำคัญ และความเสถียรของฟลักซ์แสงที่เกิดขึ้นได้กำหนดการใช้งานอุปกรณ์การมาร์กที่ใช้เลเซอร์โซลิดสเตตอย่างกว้างขวางที่สุด เครื่องมาร์กทางอุตสาหกรรมที่ใช้เลเซอร์โซลิดสเตตได้รับการผลิตในรูปแบบต่างๆ และอาจมีขนาดกะทัดรัดสำหรับการใช้งานที่ยืดหยุ่นในพื้นที่การผลิตหรือแบบอยู่กับที่พร้อมอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับการมาร์กชุดอนุกรม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการผลิต

ไฟเบอร์เลเซอร์ซึ่งใช้งานจริงในระบบการมาร์กด้วยเลเซอร์หลายระบบ อยู่ในกลุ่มของเลเซอร์โซลิดสเตต ทำงานด้วยความยาวคลื่น 1.064 ไมครอน และให้กำลังลำแสงสูงที่เอาท์พุต เลเซอร์ไฟเบอร์ออปติกสร้างพลังงานเนื่องจากการปั๊มไดโอดของตัวกลางแอคทีฟซึ่งเป็นไฟเบอร์ออปติกในตัว

วงจรทั่วไปของอุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามส่วน:

1. โมดูลการสูบน้ำ ไฟ LED บรอดแบนด์หรือไดโอดเลเซอร์ที่มีการแผ่รังสีแบบโหมดเดียวใช้เป็นแหล่งปั๊มสำหรับท่อนำคลื่นแบบออปติคัล ซึ่งให้ความสว่างสูงและอายุการใช้งานเอาท์พุตที่ยาวนาน
2. สภาพแวดล้อมที่ใช้งานอยู่ ประกอบด้วยไฟเบอร์ออปติกแบบแอคทีฟและท่อนำคลื่นของปั๊ม ใช้ไฟเบอร์นำแสงเจือด้วยธาตุหายากหรือบิสมัท ความหนาแน่นของสารต้องห้ามถูกกำหนดโดยความยาวของใยแก้วนำแสงที่ผลิต วัสดุหลักของใยแก้วนำแสงคือซิลิกาผสมบริสุทธิ์พิเศษ ซึ่งมีการสูญเสียทางแสงน้อยที่สุด ขีด จำกัด สูงสุดของกำลังปั๊มของควอตซ์ที่เจือนั้นคือหลายกิโลวัตต์ซึ่งถูกกำหนดโดยพลังงานการแผ่รังสีสูงสุดต่อหน่วยพื้นที่ซึ่งวัสดุไม่ถูกทำลาย
3. ตัวสะท้อนแสง ทำหน้าที่ของระบบเรโซแนนซ์เลเซอร์และได้รับการออกแบบเพื่อสร้างการตอบรับทางแสงเชิงบวก เนื่องจากเครื่องขยายสัญญาณเลเซอร์กลายเป็นเครื่องกำเนิดเลเซอร์ โดยจะเน้นแสงที่ปล่อยออกมาจากสารออกฤทธิ์ให้เป็นลำแสงแคบๆ เดียว เครื่องสะท้อนเสียงจะกำหนดสเปกตรัม โพลาไรเซชัน และทิศทางของการแผ่รังสีที่เกิดขึ้น การออกแบบตัวสะท้อนเสียงที่ใช้บ่อยที่สุดคือกระจก Bragg, ตัวสะท้อนเสียงแบบวงแหวน และตัวสะท้อนเสียง Fabry-Perot

การใช้งาน อุปกรณ์เทคโนโลยีสำหรับการมาร์กซึ่งติดตั้งด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ออปติกนั้นมีความหลากหลายมาก: การกลึงไมโครที่แม่นยำ วัสดุต่างๆ, การมาร์กแบบกราฟิก, การกัดแบบไมโคร, คำจารึกบนแผงหน้าปัด, การจัดโครงสร้างพื้นผิวอย่างมีศิลปะ การทำเครื่องหมายแผ่นและแผ่นป้ายชื่อ การระบุบาร์โค้ด การประมวลผลวัสดุฟอยล์บาง ๆ ทั้งหมดนี้ทำได้อย่างง่ายดายด้วยอุปกรณ์ที่ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ออปติก

อุปกรณ์การมาร์กที่ใช้ตัวปล่อยเลเซอร์ไฟเบอร์สามารถแข่งขันกับการมาร์กประเภทอื่น ๆ ได้อย่างประสบความสำเร็จ ทั้งแบบดั้งเดิมและที่ใช้เลเซอร์ประเภทอื่น มีต้นทุนต่ำ กะทัดรัด ใช้งานง่าย มีความเร็วในการทำงานและประสิทธิภาพสูง

ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพใยแก้วนำแสงโหมดเดี่ยวสำหรับใช้ในไฟเบอร์เลเซอร์ ทำให้สามารถบรรลุกำลังส่งออกที่ปรับขนาดได้สูงที่ 4.3 kW และทิศทางการวิจัยเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานเลเซอร์ที่เร็วมากได้รับการระบุ

หนึ่งใน ปัญหาในปัจจุบันการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์คือการเพิ่มพลังของไฟเบอร์เลเซอร์ ซึ่งได้รับส่วนแบ่งการตลาด "ชนะ" จากเลเซอร์ CO 2 กำลังสูง เช่นเดียวกับเลเซอร์โซลิดสเตตเชิงปริมาตร ปัจจุบัน ผู้ผลิตไฟเบอร์เลเซอร์รายใหญ่ให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนาแอพพลิเคชั่นใหม่ๆ โดยคำนึงถึงการพิชิตตลาดในอนาคต ในบรรดาเลเซอร์กำลังสูงในตลาด ระบบโหมดเดี่ยวมีคุณสมบัติหลายประการที่ทำให้เป็นที่ต้องการมากที่สุด - มีความสว่างเอาต์พุตสูงสุดและสามารถโฟกัสลงไปได้เพียงไม่กี่ไมครอน ทำให้เหมาะสำหรับผู้ที่ไม่ -ติดต่อการประมวลผลวัสดุ การผลิตระบบดังกล่าวค่อนข้างซับซ้อน IPG Photonics (อ็อกซ์ฟอร์ด รัฐแมสซาชูเซตส์) ได้เสนอการพัฒนาระบบโหมดเดี่ยวขนาด 10 kW แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของลำแสง และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อมูลเกี่ยวกับส่วนประกอบมัลติโหมดที่เป็นไปได้ที่อาจมีอยู่ควบคู่ไปกับสัญญาณโหมดเดี่ยวจะไม่ถูกจัดเตรียมไว้ .

นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันจากมหาวิทยาลัยฟรีดริช ชิลเลอร์ และสถาบัน Fraunhofer สำหรับทัศนศาสตร์ประยุกต์และวิศวกรรมความแม่นยำ โดยได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากรัฐบาลเยอรมนี และด้วยความร่วมมือกับ TRUMPF, Active Fiber Systems, Jenoptik, สถาบันไลบ์นิซสำหรับเทคโนโลยีโฟโตนิก วิเคราะห์ปัญหาการปรับขนาดของ เลเซอร์ดังกล่าวและพัฒนาเส้นใยใหม่เพื่อเอาชนะข้อจำกัดด้านพลังงาน ทีมงานประสบความสำเร็จในการทดสอบหลายชุด โดยสาธิตเอาต์พุตโหมดเดี่ยวขนาด 4.3 kW ซึ่งกำลังเอาต์พุตเลเซอร์ไฟเบอร์ถูกจำกัดโดยกำลังสัญญาณของปั๊มเท่านั้น

ปัจจัยที่จำกัดกำลังการแผ่รังสีของไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยว

งานหลักที่ต้องมีการศึกษาอย่างรอบคอบ ได้แก่ ก) ปรับปรุงการสูบน้ำ; b) การพัฒนาแอคทีฟไฟเบอร์ที่มีการสูญเสียการมองเห็นต่ำ ทำงานเฉพาะในโหมดโหมดเดี่ยวเท่านั้น c) การวัดรังสีที่ได้รับที่แม่นยำยิ่งขึ้น สมมติว่าปัญหาการปรับปรุงการปั๊มสามารถแก้ไขได้โดยใช้ไดโอดเลเซอร์ที่มีความสว่างเป็นพิเศษและวิธีการส่งปั๊มที่เหมาะสม เราจะพิจารณาอีกสองวิธีโดยละเอียดเพิ่มเติมในบทความนี้

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาแอคทีฟไฟเบอร์สำหรับการทำงานในโหมดเดี่ยวกำลังสูง จึงมีการเลือกพารามิเตอร์การปรับให้เหมาะสมสองชุด: การเติมและเรขาคณิต พารามิเตอร์ทั้งหมดจะต้องได้รับการกำหนดอย่างชัดเจนเพื่อให้เกิดการสูญเสียน้อยที่สุด การทำงานในโหมดเดียว และอัตราขยายอันทรงพลัง เครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ในอุดมคติควรให้ประสิทธิภาพการแปลงที่สูงกว่า 90% คุณภาพลำแสงที่ดีเยี่ยม และกำลังเอาต์พุตที่ถูกจำกัดโดยกำลังของปั๊มที่มีอยู่เท่านั้น อย่างไรก็ตาม การอัพเกรดระบบโหมดเดี่ยวให้มีกำลังสูงขึ้นอาจส่งผลให้มีความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้นภายในแกนกลางของเส้นใยเอง เพิ่มภาระความร้อน และเอฟเฟกต์แสงแบบไม่เชิงเส้นที่หลากหลาย เช่น การกระเจิงของรามัน (SRS) ที่ถูกกระตุ้น และการกระเจิงของบริลลูอินที่ถูกกระตุ้น (SBS) ).

โหมดแนวขวางสามารถปรับปรุงได้ขึ้นอยู่กับขนาดของโซนแอคทีฟไฟเบอร์ ยิ่งหน้าตัดที่ใช้งานอยู่ของไฟเบอร์มีขนาดเล็กลง จำนวนโหมดดังกล่าวก็จะน้อยลงตามอัตราส่วนที่กำหนดระหว่างหน้าตัดของเส้นใยและการหุ้ม อย่างไรก็ตาม เส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่ายังกำหนดความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่าด้วย และเมื่อดัดเส้นใย เป็นต้น การสูญเสียสำหรับโหมดที่สูงกว่าก็จะถูกเพิ่มเข้ามาด้วย อย่างไรก็ตาม ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์ขนาดใหญ่และความเครียดจากความร้อน โหมดการปล่อยอื่น ๆ อาจเกิดขึ้นได้ โหมดดังกล่าวอาจมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันในระหว่างการขยายสัญญาณ ดังนั้น หากไม่มีเงื่อนไขการแพร่กระจายที่เหมาะสม รูปแบบการแผ่รังสีเอาท์พุตอาจไม่เสถียรเชิงพื้นที่หรือชั่วคราว

ความไม่เสถียรของโหมดขวาง

เส้นใยเจืออิตเทอร์เบียม (Yb) เป็นสื่อการทำงานทั่วไปสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวกำลังสูง แต่เกินเกณฑ์ที่กำหนด พวกมันแสดงเอฟเฟกต์ใหม่โดยสิ้นเชิง ซึ่งเรียกว่าเอฟเฟกต์ความไม่เสถียรของโหมดขวาง (TMI) ที่ระดับพลังงานระดับหนึ่ง โหมดที่สูงขึ้นหรือแม้แต่โหมดเชลล์ก็สามารถปรากฏขึ้นได้ในทันที พลังงานจะถูกกระจายแบบไดนามิกระหว่างกัน และคุณภาพของลำแสงจะลดลง ความผันผวนของรังสีปรากฏขึ้นที่เอาต์พุต (ลำแสงเริ่มสั่น) ผลกระทบของ TMI ได้รับการสังเกตในการออกแบบเส้นใยที่หลากหลาย ตั้งแต่เส้นใย step-index ไปจนถึงเส้นใยคริสตัลโฟโตนิก ค่าเกณฑ์ขึ้นอยู่กับเรขาคณิตและการเติม แต่การประมาณการคร่าวๆ ชี้ให้เห็นว่าผลกระทบนี้เกิดขึ้นที่กำลังเอาท์พุตมากกว่า 1 kW ในระหว่างการศึกษา พบว่ามีการพึ่งพา TMI ในเรื่องการปรับความเข้มของแสงและความเกี่ยวพันกับผลกระทบด้านความร้อนภายในเส้นใย นอกจากนี้ ความไวของไฟเบอร์เลเซอร์ต่อ TMI ยังขึ้นอยู่กับเนื้อหาแกนโมดอลด้วย

เรขาคณิตของเส้นใยดัชนีขั้นตอนช่วยให้สามารถปรับให้เหมาะสมได้ สำหรับการปั๊ม สามารถเลือกได้ดังต่อไปนี้: เส้นผ่านศูนย์กลางของไฟเบอร์ ขนาดการหุ้มไฟเบอร์ของปั๊ม และดัชนีการหักเหของแสงอื่นๆ ของไฟเบอร์และการหุ้ม พารามิเตอร์การปรับแต่งทั้งหมดเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารเจือปน กล่าวคือ ความเข้มข้นของไอออน Yb สามารถใช้เพื่อควบคุมความยาวของบริเวณการดูดกลืนรังสีของปั๊มในไฟเบอร์แอคทีฟ สามารถเติมสารเติมแต่งอื่นๆ ลงในเส้นใยเพื่อลดผลกระทบจากความร้อนและควบคุมดัชนีการหักเหของแสง อย่างไรก็ตาม มีความขัดแย้งอยู่บ้าง เพื่อลดผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น ไฟเบอร์จะต้องสั้นลง และเพื่อลดภาระความร้อน ไฟเบอร์จะต้องยาวขึ้น การปรับความเข้มของแสงเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของสารเจือปน ดังนั้นเส้นใยที่ยาวกว่าและมีความเข้มข้นของสารเจือปนต่ำกว่าจะดีกว่าอย่างแน่นอน สามารถรับแนวคิดเกี่ยวกับพารามิเตอร์บางตัวได้ในระหว่างการทดสอบ ตัวอย่างเช่น พฤติกรรมทางความร้อนสามารถจำลองได้แต่ค่อนข้างยากที่จะคาดเดาได้ เนื่องจากโฟโตดาร์คกิ้งมีขนาดเล็กตามคำจำกัดความ และไม่สามารถวัดทางกายภาพในการทดสอบแบบเร่งได้ ดังนั้นการวัดพฤติกรรมทางความร้อนโดยตรงในเส้นใยจึงมีประโยชน์สำหรับการออกแบบการทดลอง แสดงให้เห็นโดยการเปรียบเทียบสำหรับไฟเบอร์แอคทีฟทั่วไปคือโหลดความร้อนที่วัดได้ (ได้มาจากการวัดอุณหภูมิแบบกระจายพร้อมกันภายในเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์) ​​และโหลดความร้อนจำลอง (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 โหลดความร้อนของไฟเบอร์แบบแอคทีฟที่วัดได้ เปรียบเทียบกับโหลดจำลองที่มีและไม่มีการสูญเสียเพิ่มเติม

พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งสำหรับการออกแบบไฟเบอร์คือความยาวคลื่นคัตออฟ ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดซึ่งจะเพิ่มจำนวนโหมดในไฟเบอร์ ไม่รองรับโหมดระดับที่สูงกว่าความยาวคลื่นนี้

ทดสอบเส้นใยใหม่ที่กำลังกิโลวัตต์

ในระหว่างการทดลอง ได้ทำการศึกษาเส้นใยที่เจือด้วย Yb สองประเภท ไฟเบอร์หมายเลข 1 มีเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 30 ไมครอน พร้อมการเติมฟอสฟอรัสและอลูมิเนียมเพิ่มเติม ไฟเบอร์หมายเลข 2 ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า 23 ไมครอน มีการเจือน้อยกว่า แต่มีอิตเทอร์เบียมมากกว่าเพื่อให้ได้ค่าสัมประสิทธิ์โปรไฟล์ที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับไฟเบอร์หมายเลข 1 (ตารางที่ 1)

ตารางที่ 1. พารามิเตอร์ของเส้นใยที่ทดสอบ

ความยาวคลื่นคัตออฟที่คำนวณได้จะอยู่ที่ประมาณ 1275 นาโนเมตรและ 1100 นาโนเมตรสำหรับเส้นใย 1 และ 2 ตามลำดับ ซึ่งใกล้เคียงกับการปล่อยในโหมดเดี่ยวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 20 µm ทั่วไป ไฟเบอร์รูรับแสงตัวเลข (NA) 0.06 ที่มีความยาวคลื่นตัดที่ ~1450 nm ในที่สุดความยาวคลื่นเลเซอร์ที่ขยายจะมีศูนย์กลางอยู่ที่ 1,067 นาโนเมตร

เส้นใยทั้งสองได้รับการทดสอบในวงจรปั๊มกำลังสูง (รูปที่ 2) เลเซอร์ไดโอดของปั๊มและสัญญาณเริ่มต้นถูกเชื่อมต่อกันในพื้นที่ว่างเป็นเส้นใยที่มีปลายเชื่อมและตัวเชื่อมต่อ ล้างด้วยน้ำเพื่อระบายความร้อน แหล่งกำเนิดรังสีคือเลเซอร์ไดโอดช่องภายนอกแบบมอดูเลตแบบเฟส (ECDL) ซึ่งมีการขยายสัญญาณล่วงหน้าเพื่อให้ได้กำลังสัญญาณอินพุตสูงถึง 10 วัตต์ที่ความยาวคลื่น 1,067 นาโนเมตร และความกว้างสเปกตรัม 180 ไมโครเมตร

รูปที่ 2 การตั้งค่าการทดลองเครื่องขยายกำลังสูงที่ใช้สำหรับการทดสอบเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ โดยที่ไฟเบอร์ถูกปั๊มที่ 976 นาโนเมตรในทิศทางการแพร่กระจายแบบสวนทาง

ในระหว่างการทดสอบเส้นใยแรก พบว่ามีการผันผวนอย่างกะทันหันในระดับมิลลิวินาทีที่เกณฑ์ 2.8 kW ซึ่งอาจเป็นผลมาจาก TMI เส้นใยขนาด 30 ม. เส้นที่สองที่ความยาวคลื่นและความกว้างสเปกตรัมเท่ากัน ถูกปั๊มให้มีกำลังเอาต์พุต 3.5 กิโลวัตต์ ซึ่งจำกัดโดย SBS แทนที่จะเป็น TMI

ในการทดลองครั้งที่สาม สเปกตรัมเลเซอร์ของตัวปล่อยได้รับการแก้ไขเพื่อเพิ่มเกณฑ์ SBS ของไฟเบอร์โดยการขยายสเปกตรัม (สูงกว่าการทดลองครั้งก่อน) เพื่อจุดประสงค์นี้ เลเซอร์ไดโอดตัวที่สองที่มีความยาวคลื่นกลาง 300 μm ถูกรวมเข้ากับเลเซอร์ตัวแรก การรบกวนนี้ส่งผลให้เกิดความผันผวนชั่วคราวซึ่งทำให้กำลังของสัญญาณเพิ่มขึ้นเนื่องจากการมอดูเลตเฟสอัตโนมัติ ด้วยแอมพลิฟายเออร์หลักแบบเดียวกับเมื่อก่อน ได้รับค่ากำลังเอาต์พุตที่คล้ายกันมากที่ประสิทธิภาพ 90% แต่สามารถเพิ่มเป็น 4.3 kW โดยไม่มี TMI (ตารางที่ 2)

ตารางที่ 2. ผลการทดสอบไฟเบอร์

งานวัด

การวัดพารามิเตอร์ทั้งหมดของไฟเบอร์เลเซอร์กำลังสูงถือเป็นหนึ่งในงานหลักและจำเป็นต้องมี อุปกรณ์พิเศษเพื่อแก้ปัญหาพวกเขา เพื่อให้ได้ลักษณะเฉพาะของเส้นใยโดยสมบูรณ์ จึงได้หาความเข้มข้นของสารเจือปน โปรไฟล์ดัชนีการหักเหของแสง และการลดทอนของแกนเส้นใย ตัวอย่างเช่น การวัดการสูญเสียแกนสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางการดัดงอที่แตกต่างกันเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับความสัมพันธ์กับเกณฑ์ TMI

รูปที่ 3 ก) การติดตามความเข้มของโฟโตไดโอดเมื่อทดสอบสัญญาณเอาท์พุตโดยใช้ไฟเบอร์ 1 ซึ่งอยู่ต่ำกว่าและสูงกว่าเกณฑ์ TMI b) ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่ทำให้เป็นมาตรฐานของการติดตามโฟโตไดโอดที่กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตต่างกัน

ในระหว่างการทดสอบเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ เกณฑ์ TMI ถูกกำหนดโดยใช้โฟโตไดโอดโดยการแตะกำลังเพียงเล็กน้อย การเริ่มต้นของความผันผวนของพลังงานค่อนข้างชัดเจนและมีนัยสำคัญ (รูปที่ 3) การเปลี่ยนแปลงสัญญาณมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทดสอบไฟเบอร์ 1 แต่ตรวจไม่พบเมื่อทดสอบไฟเบอร์ 2 จนถึงระดับพลังงาน 4.3 กิโลวัตต์ ความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันแสดงไว้ในรูปที่ 4a

รูปที่ 4 ก) ความลาดเอียงของประสิทธิภาพไฟเบอร์ 2 สูงถึงกำลังเอาต์พุต 4.3 กิโลวัตต์ b) สเปกตรัมแสงที่มีกำลังเอาต์พุต 3.5 kW ในอัตราส่วน 75 dB จากเอาต์พุตถึง ASE ความกว้างสเปกตรัม 180 µm พร้อมกำลังเอาต์พุต 4.3 kW ขยายเป็นแบนด์วิดท์ 7 nm

การวัดคุณภาพลำแสงเป็นส่วนที่ท้าทายที่สุดในการแสดงลักษณะเฉพาะของไฟเบอร์เลเซอร์ และสมควรได้รับการอภิปรายแยกกัน กล่าวโดยสรุป การลดทอนโดยปราศจากความร้อนเป็นกุญแจสำคัญ และสามารถทำได้โดยใช้การสะท้อนของ Fresnel หรือเลนส์ที่มีการสูญเสียต่ำ ในการทดลองที่นำเสนอในการทบทวนนี้ การลดทอนถูกนำมาใช้โดยใช้แผ่นลิ่มและการปั๊มแบบพัลส์ในช่วงเวลาที่เกินเวลาเริ่มต้นของ TMI

การประยุกต์ทางวิทยาศาสตร์ที่รวดเร็ว

หลังจากสงบนิ่งมาสิบปี การพัฒนาไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยวอันทรงพลังรุ่นใหม่ในระดับกิโลวัตต์ที่มีคุณภาพลำแสงที่ยอดเยี่ยมดูเหมือนจะเป็นไปได้ทีเดียว กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตอยู่ที่ 4.3 กิโลวัตต์ ซึ่งถูกจำกัดด้วยกำลังของปั๊มเท่านั้น มีการระบุข้อจำกัดหลักบนเส้นทางของการพัฒนาต่อไป และวิธีการเอาชนะนั้นชัดเจน

กำลังไฟฟ้าเกือบ 1 กิโลวัตต์สามารถทำได้บนเส้นใยเดี่ยวเมื่อขยายด้วยพัลส์เลเซอร์ที่เร็วเป็นพิเศษ ดังนั้นการเพิ่มเป็น 5 กิโลวัตต์จึงเป็นไปได้ทั้งหมดผ่านการผสมผสานเทคนิคต่างๆ เนื่องจากว่าระบบได้มีการพัฒนามาเพื่อ ศูนย์วิจัยเช่น สำหรับ ELI (ปราก สาธารณรัฐเช็ก) - สำหรับระบบอุตสาหกรรม การพัฒนาเพิ่มเติมของการส่งสัญญาณแสงที่เชื่อถือได้ยังคงเป็นความท้าทาย

งานที่ทำเสร็จได้ระบุถึงโอกาสที่น่าสนใจหลายประการ ในด้านหนึ่ง นี่คือการถ่ายโอนผลลัพธ์ไปสู่การผลิต แม้ว่าจะยังคงต้องใช้ความพยายามอย่างมากในทิศทางนี้ และในทางกลับกัน เทคโนโลยีมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเพิ่มพารามิเตอร์ของระบบเลเซอร์ไฟเบอร์ออปติกอื่นๆ ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ femtosecond

อ้างอิงข้อมูลจาก http://www.lightwaveonline.com

เครื่องจักรเหล่านี้ใช้ไฟเบอร์ออปติกเลเซอร์ มันแตกต่างกันมาก คุณภาพสูงการแผ่รังสีที่มีขนาดเล็กของอุปกรณ์ นอกจากนี้อุปกรณ์ยังทำให้เย็นลงได้ง่ายและไม่ต้องใช้แรงงานคนในการบำรุงรักษามาก เครื่องแกะสลักเลเซอร์ไฟเบอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น:

• การผลิตของที่ระลึก
• อุตสาหกรรมยานยนต์ การผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ต้องการการมาร์กชิ้นส่วนคุณภาพสูงที่ทนต่อการกัดกร่อน
• การผลิต เครื่องประดับและเครื่องประดับเครื่องแต่งกาย
• การผลิตอนุสาวรีย์และผลิตภัณฑ์พิธีกรรม
• การตกแต่งเฟอร์นิเจอร์และองค์ประกอบภายใน

เครื่องแกะสลักเลเซอร์ไฟเบอร์มีราคาสูงกว่าเครื่อง CO 2 เล็กน้อย แต่สถานการณ์นี้ได้รับการชดเชยด้วยข้อดีหลายประการที่อุปกรณ์ดังกล่าวมี:

• ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเนื่องจากเลเซอร์มีการใช้พลังงานต่ำและมีกำลังที่ดี
• การทำงานของเครื่องแกะสลักเลเซอร์ไฟเบอร์นั้นขึ้นอยู่กับการใช้ไดโอดซึ่งมีลักษณะของความกะทัดรัดความน่าเชื่อถือและความทนทาน
• ขนาดลำแสงที่เล็กเป็นพิเศษช่วยให้มีความละเอียดในการแกะสลักที่สูงขึ้น และสร้างภาพขนาดเล็กที่มีรายละเอียดดีเยี่ยม

วิธีการเลือกช่างแกะสลักไฟเบอร์เลเซอร์

เมื่อซื้ออุปกรณ์คุณต้องคำนึงถึงคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• พลัง. ต้องสอดคล้องกับประเภทของวัสดุที่กำลังดำเนินการ รวมถึงประสิทธิภาพของเครื่องจักรที่ต้องการ
• ขนาดของสนามแกะสลัก กำหนดขนาดสูงสุดของชิ้นงานที่เครื่องจักรสามารถประมวลผลได้
• ฟังก์ชั่นและความพร้อมใช้งานของตัวเลือกเพิ่มเติม

โมดูลเลเซอร์ไดโอด โมดูลเลเซอร์ไดโอดของซีรีส์ DLM ผลิตขึ้นโดยมีกำลังเอาต์พุตสูงถึง 100 W เลเซอร์เหล่านี้โดดเด่นด้วยการออกแบบที่กะทัดรัด ความน่าเชื่อถือสูง และความคุ้มค่า ทำงานที่ความยาวคลื่นประมาณ 970 นาโนเมตร มีประสิทธิภาพปลั๊กอิน 40-45% ได้รับการออกแบบมาเพื่อการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบนำไฟฟ้าหรือแบบบังคับ และไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนองค์ประกอบใดๆ ตลอดอายุการใช้งาน การแผ่รังสีจะถูกส่งออกมาผ่านใยแก้วนำแสงที่มีความยืดหยุ่นซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1...0.3 มม. หุ้มด้วยปลอกโลหะ เพื่อความสะดวกในการใช้งานโมดูล สามารถเพิ่มการแผ่รังสีพลังงานต่ำจากเลเซอร์นำร่องในช่วงสีแดงหรือสีเขียวเข้าไปในการแผ่รังสีการทำงานที่มองไม่เห็นได้

วงจรควบคุมของโมดูลเลเซอร์มีฟังก์ชันสำหรับการเปิด/ปิดการแผ่รังสีเอาต์พุต การควบคุมกำลังเอาต์พุต ตรวจสอบพารามิเตอร์ของโมดูล และการควบคุมเลเซอร์นำร่อง ความถี่การมอดูเลตที่อนุญาตของรังสีเอาท์พุตสูงถึง 50 kHz โมดูลนี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายแรงดันต่ำ ดี.ซี.

ประโยชน์ที่สำคัญ
- การออกแบบที่กะทัดรัด
- การส่งรังสีไฟเบอร์
- ประสิทธิภาพสูงถึง 45%
- การนำหรือระบายความร้อนด้วยอากาศ
- การปรับการแผ่รังสีด้วยความถี่สูงถึง 50 kHz
- ความน่าเชื่อถือสูงและอายุการใช้งานยาวนาน
- ไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา

การใช้งาน
- การบัดกรี
- การเชื่อมพลาสติก
- การรักษาความร้อน
- การทำความสะอาดพื้นผิว
- อุปกรณ์การแพทย์
- การปั๊มด้วยเลเซอร์
- การวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ตัวเลือก
- เลเซอร์นำร่องสีเขียว/แดง

ข้อกำหนดทั่วไป

ตัวเลือก	ดีแอลเอ็ม-5	ดีแอลเอ็ม-10	ดีแอลเอ็ม-15	ดีแอลเอ็ม-30	ดีแอลเอ็ม-50	ดีแอลเอ็ม-75	ดีแอลเอ็ม-100
โหมดการทำงาน	ต่อเนื่องและมอดูเลตสูงสุด 50 kHz
กำลังขับสูงสุด	5	10	15	30	50	75	100
ความยาวคลื่นรังสี	970
ลักษณะของเส้นใย
เอาต์พุตแสง	ไฟเบอร์ปลายเปลือย/ปลายด้านที่มีการป้องกัน/ขั้วต่อออปติคอล					ขอบป้องกัน/ขั้วต่อแสง
ความยาวเส้นใย ม	สูงถึง 20 ม
โหมดการทำงาน
สภาวะอุณหภูมิ°C	0…+40
ขนาด
ขนาด, มม	130 x 230 x 36.5					252 x 220 x 75
น้ำหนักกก	3	3	3	5	5	7	8

ซีดับบลิว อิตเทอร์เบียม เลเซอร์

ซีรี่ส์ ILM ของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องอิตเทอร์เบียมได้รับการออกแบบให้รวมเข้ากับอุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย และได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรง - ด้วย ระดับสูงการสั่นสะเทือนและมลภาวะ ความชื้นสูงถึง 90% ความแตกต่างของอุณหภูมิมาก เลเซอร์ไฟเบอร์อิตเทอร์เบียมแบบปั๊มไดโอดขนาดกะทัดรัด ไม่ต้องบำรุงรักษา สร้างรังสีในช่วงสเปกตรัม 1,030-1,080 นาโนเมตร ซึ่งส่งตรงไปยังพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบโดยใช้ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวในปลอกโลหะป้องกัน สามารถติดตั้งเลนส์ปรับแนวหรือขั้วต่อแบบออปติคัลที่ส่วนท้ายของไฟเบอร์ได้ตามคำขอของลูกค้า

การใช้พลังงานต่ำ (ประสิทธิภาพ "จากซ็อกเก็ต" มากกว่า 25-30%) การออกแบบที่กะทัดรัด ไม่มีองค์ประกอบที่ปรับได้ การระบายความร้อนด้วยอากาศ ความน่าเชื่อถือสูง และอายุการใช้งานที่ยาวนานในสภาวะการทำงานที่รุนแรง ให้ข้อได้เปรียบพื้นฐานของเลเซอร์ไฟเบอร์อิตเทอร์เบียมเมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์ ประเภทอื่นๆ สำหรับขอบเขตสเปกตรัมนี้ กำลังขับของรังสีสามารถปรับเป็นแอมพลิจูดด้วยความถี่สูงสุด 5 kHz เลเซอร์ซีรีส์ ILM ใช้พลังงานจากเครือข่าย 24 V DC

ประโยชน์ที่สำคัญ
- กำลังขับสูงสุด 120 W
- คุณภาพลำแสง M2

ตัวเลือก
- โพลาไรซ์เชิงเส้น
- ความยาวไฟเบอร์สูงสุด 20 ม

การใช้งาน
- การบัดกรี
- การเชื่อมไมโคร
- การรักษาความร้อน
- การแกะสลัก
- อุปกรณ์การแพทย์
- เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์

ข้อกำหนดทั่วไป

ตัวเลือก	ไอแอลเอ็ม-1	ไอแอลเอ็ม-5	ไอแอลเอ็ม-10	ไอแอลเอ็ม-20	ไอแอลเอ็ม-50	ไอแอลเอ็ม-100
โหมดการทำงาน	ต่อเนื่องและมอดูเลตสูงสุด 5 kHz
กำลังขับสูงสุด W	1	5	10	20	50	100
ความยาวคลื่นรังสี นาโนเมตร	1030 – 1080 (ระบุเมื่อสั่งซื้อ)
โพลาไรซ์	สุ่ม
คุณภาพลำแสง M 2	1,05
โหมดการทำงาน
สภาวะอุณหภูมิ°C	0…+40
การใช้พลังงาน, W	25	60	90	125	150	240
ลักษณะของเส้นใย
เอาต์พุตแสง	คอลลิเมเตอร์
ความยาวเส้นใย ม	2 – 20 ม
ขนาด
ขนาด, มม	165 x 70 x 230				252 x 75 x 220
น้ำหนักกก	3	3	5	7	8	8

เลเซอร์เออร์เบียม CW

สำหรับช่วงสเปกตรัม 1.5 ไมครอน NTO IRE-Polyus มีอุปกรณ์ที่หลากหลายสำหรับการใช้งานเทคโนโลยีเลเซอร์ในสาขาต่างๆ ตั้งแต่โทรคมนาคมไปจนถึงการแพทย์ เครื่องขยายสัญญาณและเลเซอร์ในช่วงสเปกตรัมนี้ใช้เส้นใยควอทซ์ที่เจือด้วยเออร์เบียมและไดโอดปั๊มเลเซอร์ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน

เลเซอร์ไฟเบอร์เออร์เบียมในซีรีส์ ELM เป็นเครื่องมือพิเศษที่มีข้อดีทั้งหมดของเลเซอร์ไฟเบอร์ และทำงานในช่วงสเปกตรัมที่ปลอดภัยต่อดวงตา (1530-1620 นาโนเมตร) เลเซอร์เหล่านี้ซึ่งมีช่วงกำลังเอาต์พุตกว้าง ประสิทธิภาพสูง ความน่าเชื่อถือสูง และตัวเลือกที่หลากหลาย ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับงานต่างๆ ในการแปรรูปวัสดุ โทรคมนาคม ยา และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการควบคุมผ่านอินเทอร์เฟซ ซึ่งทำให้ ELM สามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้งทางเทคโนโลยี ศูนย์การแพทย์หรือวิทยาศาสตร์ได้

ประโยชน์ที่สำคัญ
- ความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาตั้งแต่ 1530 ถึง 1620 นาโนเมตร
- ประสิทธิภาพจากเต้าเสียบมากกว่า 10%
- คุณภาพลำแสงดีเยี่ยม
- ระบายความร้อนด้วยอากาศหรือน้ำ

ตัวเลือก
- การปรับกำลัง
- โพลาไรซ์เชิงเส้น
- ความยาวไฟเบอร์เอาท์พุตสูงสุด 20 ม

การใช้งาน
- การแปรรูปวัสดุ
- โทรคมนาคม
- อุปกรณ์การแพทย์

- การติดตามด้านสิ่งแวดล้อม
- เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์

ข้อกำหนดทั่วไป

ตัวเลือก	เอแอลเอ็ม-5	เอแอลเอ็ม-10	เอแอลเอ็ม-20	เอแอลเอ็ม-30	เอแอลเอ็ม-50
โหมดการทำงาน	ต่อเนื่อง
พาวเวอร์, ว	5	10	20	30	50
ความยาวคลื่นรังสี นาโนเมตร	1550 – 1570
โพลาไรซ์	สุ่ม
คุณภาพลำแสง M 2	1,05	1,05	1,05	1,05	1,05
โหมดการทำงาน
สภาวะอุณหภูมิ°C	0…+40
การใช้พลังงาน, W	50	90	160	240	330
ลักษณะของเส้นใย
เอาต์พุตแสง	คอลลิเมเตอร์
ความยาวเส้นใย ม	2
ขนาด
ขนาด, มม	130 x 230 x 70		252 x 220 x 75
น้ำหนักกก	5	5	8	8	10

เลเซอร์ CW ​​ทูเลียม

ระบบเลเซอร์ที่ใช้เส้นใยกระตุ้นทูเลียมถูกสร้างขึ้นโดย NTO IRE-Polyus โดยเฉพาะเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับแหล่งกำเนิดรังสีโหมดเดี่ยวกำลังสูงขนาดกะทัดรัดในช่วงสเปกตรัม 1800-2100 นาโนเมตรในการใช้งานต่างๆ เช่น การแปรรูปวัสดุและยา . ระบบเหล่านี้มีข้อได้เปรียบพื้นฐานเหนือเลเซอร์โซลิดสเตตแบบดั้งเดิม เนื่องจากให้พลังงานสูงและคุณภาพของการแผ่รังสีเอาท์พุต ประสิทธิภาพสูง(มากกว่า 5% “จากเต้ารับ”) กะทัดรัด ไม่ต้องปรับแต่งและบำรุงรักษา การแผ่รังสีจะถูกส่งโดยใช้ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวที่ป้องกันโดยปลอกโลหะ เลเซอร์ซีรีส์ TLM สามารถผสานรวมเข้ากับได้อย่างง่ายดาย คอมเพล็กซ์ต่างๆและระบบลูกค้า

เลเซอร์ไฟเบอร์ทูเลียมของซีรีส์ TLM ทำงานในโหมดต่อเนื่องที่โหมดขวางต่ำสุด (M2

ประโยชน์ที่สำคัญ
- โหมดการทำงานโหมดเดียว (M2

ตัวเลือก
- โพลาไรซ์เชิงเส้น
- ความยาวไฟเบอร์เอาท์พุตสูงสุด 20 ม

การใช้งาน
- การแปรรูปวัสดุ
- อุปกรณ์การแพทย์
- การสูบเลเซอร์โซลิดสเตตอินฟราเรดระดับกลางและออสซิลเลเตอร์แบบออปติคอลพาราเมตริก
- การติดตามด้านสิ่งแวดล้อม
- เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์

ข้อกำหนดทั่วไป

ตัวเลือก	ทีแอลเอ็ม-5	ทีแอลเอ็ม-10	ทีแอลเอ็ม-30
โหมดการทำงาน	ต่อเนื่อง
พาวเวอร์, ว	5	10	30
ความยาวคลื่นรังสี นาโนเมตร	1800-2100
โพลาไรซ์	สุ่ม
ลักษณะของเส้นใย
เอาต์พุตแสง	คอลลิเมเตอร์
ความยาวเส้นใย ม	2 — 20
โหมดการทำงาน
สภาวะอุณหภูมิ°C	0…+40
การใช้พลังงาน, W	60	120	350
ขนาด
ขนาด, มม	130 x 230 x 36.5	215 x 95 x 286
น้ำหนักกก	5	8	10

เลเซอร์อิตเทอร์เบียมแบบพัลส์

เลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลส์ของซีรี่ส์ ILI ให้การแผ่รังสีแบบพัลส์ด้วยกำลังเฉลี่ยสูงถึง 50 W และระยะเวลาพัลส์ที่ 80 ถึง 120 ns ความถี่การมอดูเลตปฏิบัติการมีตั้งแต่ 20 kHz ถึง 100 kHz การแผ่รังสีจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่มีความยาวสูงสุด 6 เมตร เอาท์พุตคอลลิเมเตอร์มาพร้อมกับตัวแยกแสงที่ป้องกันการสะท้อนกลับ เส้นเจเนอเรชั่นกลางอยู่ในช่วง 1,060-1,070 นาโนเมตร เลเซอร์ของซีรีส์ ILI มีการติดตั้งเลเซอร์นำร่องสีแดงกำลังต่ำ

พัลส์เลเซอร์ของซีรีส์ OR มีลักษณะพิเศษคือการสิ้นเปลืองพลังงานต่ำจากเครือข่าย 24 V DC และระบายความร้อนด้วยอากาศโดยใช้พัดลมในตัว

การใช้งานหลักของเลเซอร์ซีรีส์ ILI คือการมาร์กและการแกะสลักด้วยเลเซอร์ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการตัดที่แม่นยำ การตัดเฉือนขนาดเล็ก และการกัดด้วยเลเซอร์

ข้อดีหลัก:
- กำลังขับสูงสุด 50 W
- คุณภาพลำแสง M2

การใช้งาน:
- การแกะสลัก
- การทำเครื่องหมาย
- ไมโครโปรเซสเซอร์
- การตัดที่แม่นยำ
- เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์

ข้อกำหนดทั่วไป

ตัวเลือก	หรือ-0.5-10	หรือ-1-20	หรือ-1-50
โหมดการทำงาน	ชีพจร
พลังงานพัลส์, mJ	0,5	1	1
ความยาวคลื่นรังสี นาโนเมตร	1062
โพลาไรซ์	สุ่ม
กำลังขับเฉลี่ย, W	10	20	50
ระยะเวลาชีพจร, ns	90 — 120
คุณภาพลำแสง M 2	1,4	1,8	1,8
โหมดการทำงาน
สภาวะอุณหภูมิ°C	0…+40
การใช้พลังงาน, W	120	150	240
ลักษณะของเส้นใย
เอาต์พุตแสง	Collimator พร้อมตัวแยกในตัว
ความยาวเส้นใย ม	3
ขนาด
ขนาด, มม	215 x 95 x 286
น้ำหนักกก	8	9	12