Αναφορά για την επιλογήμονοτροπικό λέιζερ οπτικών ινών
Σε πρακτικές εφαρμογές, η επιλογή ενός κατάλληλου μονοτροπικούλέιζερ οπτικών ινώναπαιτεί συστηματική στάθμιση διαφόρων παραμέτρων για να διασφαλιστεί ότι η απόδοσή του ανταποκρίνεται στις συγκεκριμένες απαιτήσεις της εφαρμογής, το λειτουργικό περιβάλλον και τους περιορισμούς του προϋπολογισμού. Αυτή η ενότητα θα παρέχει μια πρακτική μεθοδολογία επιλογής με βάση τις απαιτήσεις.
Στρατηγική επιλογής βάσει σεναρίων εφαρμογής
Οι απαιτήσεις απόδοσης γιαλέιζερποικίλλουν σημαντικά ανάλογα με τα διαφορετικά σενάρια εφαρμογής. Το πρώτο βήμα στην επιλογή είναι η διευκρίνιση των βασικών απαιτήσεων της εφαρμογής.
Επεξεργασία υλικών ακριβείας και κατασκευή μικρο-νανοϋλικών: Τέτοιες εφαρμογές περιλαμβάνουν λεπτή κοπή, διάτρηση, κοπή σε κύβους ημιαγωγών, σήμανση σε επίπεδο μικρομέτρου και τρισδιάστατη εκτύπωση κ.λπ. Έχουν εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για την ποιότητα της δέσμης και το μέγεθος της εστιασμένης κηλίδας. Θα πρέπει να επιλεγεί ένα λέιζερ με συντελεστή M² όσο το δυνατόν πιο κοντά στο 1 (όπως <1,1). Η ισχύς εξόδου πρέπει να καθορίζεται με βάση το πάχος του υλικού και την ταχύτητα επεξεργασίας. Γενικά, μια ισχύς που κυμαίνεται από δεκάδες έως εκατοντάδες βατ μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις των περισσότερων μικροεπεξεργασιών. Όσον αφορά το μήκος κύματος, τα 1064nm είναι η προτιμώμενη επιλογή για την επεξεργασία των περισσότερων μεταλλικών υλικών λόγω του υψηλού ρυθμού απορρόφησης και του χαμηλού κόστους ανά βατ ισχύος λέιζερ.
Επιστημονική έρευνα και μετρήσεις υψηλής ποιότητας: Τα σενάρια εφαρμογής περιλαμβάνουν οπτικές τσιμπίδες, φυσική ψυχρών ατόμων, φασματοσκοπία υψηλής ανάλυσης και συμβολομετρία. Αυτά τα πεδία συνήθως έχουν μια ακραία επιδίωξη της μονοχρωματικότητας, της σταθερότητας συχνότητας και της απόδοσης θορύβου των λέιζερ. Θα πρέπει να δίνεται προτεραιότητα σε μοντέλα με στενό πλάτος γραμμής (ακόμα και μεμονωμένη συχνότητα) και θόρυβο χαμηλής έντασης. Το μήκος κύματος θα πρέπει να επιλέγεται με βάση τη γραμμή συντονισμού ενός συγκεκριμένου ατόμου ή μορίου (για παράδειγμα, τα 780nm χρησιμοποιούνται συνήθως για την ψύξη ατόμων ρουβιδίου). Η έξοδος συντήρησης πόλωσης είναι συνήθως απαραίτητη για πειράματα συμβολής. Η απαίτηση ισχύος γενικά δεν είναι υψηλή και αρκετές εκατοντάδες milliwatt έως αρκετά watt είναι συχνά επαρκείς.
Ιατρική και βιοτεχνολογία: Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν την οφθαλμολογική χειρουργική, τη θεραπεία του δέρματος και την απεικόνιση με μικροσκοπία φθορισμού. Η ασφάλεια των ματιών είναι η πρωταρχική μέριμνα, επομένως συχνά επιλέγονται λέιζερ με μήκη κύματος 1550nm ή 2μm, τα οποία βρίσκονται στη ζώνη ασφαλείας των ματιών. Για διαγνωστικές εφαρμογές, πρέπει να δοθεί προσοχή στη σταθερότητα ισχύος. Για θεραπευτικές εφαρμογές, η κατάλληλη ισχύς θα πρέπει να επιλέγεται με βάση το βάθος της θεραπείας και τις ενεργειακές απαιτήσεις. Η ευελιξία της οπτικής μετάδοσης αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα σε τέτοιες εφαρμογές.
Επικοινωνία και Ανίχνευση: Η ανίχνευση οπτικών ινών, το liDAR και η διαστημική οπτική επικοινωνία είναι τυπικές εφαρμογές. Αυτά τα σενάρια απαιτούνλέιζερνα έχει υψηλή αξιοπιστία, περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα και μακροπρόθεσμη σταθερότητα. Η ζώνη των 1550nm έχει γίνει η προτιμώμενη επιλογή λόγω της χαμηλότερης απώλειας μετάδοσης στις οπτικές ίνες. Για συστήματα συνεκτικής ανίχνευσης (όπως το συνεκτικό lidar), απαιτείται ένα γραμμικά πολωμένο λέιζερ με εξαιρετικά στενό πλάτος γραμμής ως τοπικός ταλαντωτής.
2. Ταξινόμηση κατά προτεραιότητα των βασικών παραμέτρων
Αντιμέτωποι με πολυάριθμες παραμέτρους, οι αποφάσεις μπορούν να ληφθούν με βάση τις ακόλουθες προτεραιότητες:
Αποφασιστικές παράμετροι: Πρώτον, προσδιορίστε το μήκος κύματος και την ποιότητα της δέσμης. Το μήκος κύματος καθορίζεται από τις βασικές απαιτήσεις της εφαρμογής (χαρακτηριστικά απορρόφησης υλικού, πρότυπα ασφαλείας, γραμμές ατομικού συντονισμού) και συνήθως δεν υπάρχει περιθώριο για συμβιβασμούς. Η ποιότητα της δέσμης καθορίζει άμεσα τη βασική σκοπιμότητα της εφαρμογής. Για παράδειγμα, η κατεργασία ακριβείας δεν μπορεί να δεχτεί λέιζερ με υπερβολικά υψηλό M².
Παράμετροι απόδοσης: Δεύτερον, δώστε προσοχή στην ισχύ εξόδου και το πλάτος/πόλωση γραμμής. Η ισχύς πρέπει να πληροί το ενεργειακό όριο ή τις απαιτήσεις απόδοσης της εφαρμογής. Τα χαρακτηριστικά πλάτους γραμμής και πόλωσης καθορίζονται με βάση την συγκεκριμένη τεχνική οδό της εφαρμογής (όπως το εάν εμπλέκονται παρεμβολές ή διπλασιασμός συχνότητας). Πρακτικές παράμετροι: Τέλος, λάβετε υπόψη τη σταθερότητα (όπως η μακροπρόθεσμη σταθερότητα ισχύος εξόδου), την αξιοπιστία (χρόνος λειτουργίας χωρίς σφάλματα), την κατανάλωση ισχύος, τη συμβατότητα διεπαφής και το κόστος. Αυτές οι παράμετροι επηρεάζουν τη δυσκολία ενσωμάτωσης και το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας του λέιζερ στο πραγματικό περιβάλλον εργασίας.
3. Επιλογή και κρίση μεταξύ μονοτροπικής και πολυτροπικής λειτουργίας
Αν και αυτό το άρθρο εστιάζει σε μονοτροπικέςλέιζερ οπτικών ινών, είναι ζωτικής σημασίας να κατανοήσουμε με σαφήνεια την αναγκαιότητα της επιλογής μονότροπου λέιζερ στην πραγματική επιλογή. Όταν οι βασικές απαιτήσεις μιας εφαρμογής είναι η υψηλότερη ακρίβεια επεξεργασίας, η μικρότερη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, η μέγιστη δυνατότητα εστίασης ή η μεγαλύτερη απόσταση μετάδοσης, ένα μονότροπο λέιζερ οπτικών ινών είναι η μόνη σωστή επιλογή. Αντίθετα, εάν η εφαρμογή περιλαμβάνει κυρίως συγκόλληση με παχιά πλάκα, επεξεργασία επιφάνειας μεγάλης επιφάνειας ή μετάδοση υψηλής ισχύος σε μικρές αποστάσεις και η απαίτηση απόλυτης ακρίβειας δεν είναι υψηλή, τότε τα λέιζερ οπτικών ινών πολλαπλών τρόπων μπορούν να γίνουν μια πιο οικονομική και πρακτική επιλογή λόγω της υψηλότερης συνολικής ισχύος και του χαμηλότερου κόστους τους.
Ώρα δημοσίευσης: 12 Νοεμβρίου 2025