Referencia para a selección de láser de fibra monomodo

Referencia para a selecciónláser de fibra monomodo
En aplicacións prácticas, a elección dun monomodo axeitadoláser de fibrarequire unha ponderación sistemática de varios parámetros para garantir que o seu rendemento se axuste aos requisitos específicos da aplicación, ao entorno operativo e ás restricións orzamentarias. Esta sección proporcionará unha metodoloxía de selección práctica baseada nos requisitos.
Estratexia de selección baseada en escenarios de aplicación
Os requisitos de rendemento paraláseresvarían significativamente entre os diferentes escenarios de aplicación. O primeiro paso na selección é aclarar as demandas principais da aplicación.
Procesamento de materiais de precisión e fabricación de micronano: estas aplicacións inclúen o corte fino, a perforación, o corte de obleas de semicondutores, o marcado a nivel de micras e a impresión 3D, etc. Teñen requisitos extremadamente altos para a calidade do feixe e o tamaño do punto enfocado. Débese seleccionar un láser cun factor M² o máis próximo posible a 1 (como <1,1). A potencia de saída debe determinarse en función do grosor do material e da velocidade de procesamento. En xeral, unha potencia que oscila entre decenas e centos de vatios pode cumprir os requisitos da maioría dos microprocesamentos. En termos de lonxitude de onda, 1064 nm é a opción preferida para a maioría do procesamento de materiais metálicos debido á súa alta taxa de absorción e ao baixo custo por vatio de potencia láser.
Investigación científica e medición de alta gama: os escenarios de aplicación inclúen pinzas ópticas, física de átomos fríos, espectroscopia de alta resolución e interferometría. Estes campos adoitan ter unha busca extrema da monocromaticidade, a estabilidade de frecuencia e o rendemento de ruído dos láseres. Débese dar prioridade aos modelos con ancho de liña estreito (mesmo de frecuencia única) e ruído de baixa intensidade. A lonxitude de onda debe seleccionarse en función da liña de resonancia dun átomo ou molécula específicos (por exemplo, 780 nm úsase habitualmente para arrefriar átomos de rubidio). A saída de mantemento de polarización adoita ser necesaria para os experimentos de interferencia. O requisito de potencia xeralmente non é alto e adoitan ser suficientes varios centos de milivatios ou varios vatios.
Médica e biotecnoloxía: as aplicacións inclúen cirurxía oftalmolóxica, tratamento da pel e imaxes por microscopía de fluorescencia. A seguridade ocular é a consideración principal, polo que adoitan seleccionarse láseres con lonxitudes de onda de 1550 nm ou 2 μm, que se atopan na banda de seguridade ocular. Para aplicacións de diagnóstico, débese prestar atención á estabilidade da potencia; para aplicacións terapéuticas, débese seleccionar a potencia axeitada en función da profundidade do tratamento e dos requisitos de enerxía. A flexibilidade da transmisión óptica é unha vantaxe importante nestas aplicacións.
Comunicación e detección: A detección por fibra óptica, o liDAR e a comunicación óptica espacial son aplicacións típicas. Estes escenarios requirenláserter alta fiabilidade, adaptabilidade ambiental e estabilidade a longo prazo. A banda de 1550 nm converteuse na opción preferida debido á súa menor perda de transmisión en fibras ópticas. Para sistemas de detección coherentes (como lidar coherente), requírese un láser polarizado linealmente cun ancho de liña extremadamente estreito como oscilador local.
2. Ordenación prioritaria dos parámetros clave
Ante numerosos parámetros, pódense tomar decisións baseadas nas seguintes prioridades:
Parámetros decisivos: primeiro, determine a lonxitude de onda e a calidade do feixe. A lonxitude de onda vén determinada polos requisitos esenciais da aplicación (características de absorción do material, estándares de seguridade, liñas de resonancia atómica) e, normalmente, non hai marxe de concesións. A calidade do feixe determina directamente a viabilidade básica da aplicación. Por exemplo, o mecanizado de precisión non pode aceptar láseres cun M² excesivamente alto.
Parámetros de rendemento: En segundo lugar, preste atención á potencia de saída e ao ancho/polarización da liña. A potencia debe cumprir o limiar de enerxía ou os requisitos de eficiencia da aplicación. As características do ancho de liña e da polarización determínanse en función da ruta técnica específica da aplicación (como se hai interferencias ou duplicación de frecuencia). Parámetros prácticos: Finalmente, teña en conta a estabilidade (como a estabilidade da potencia de saída a longo prazo), a fiabilidade (tempo de funcionamento sen fallos), o consumo de enerxía en volume, a compatibilidade da interface e o custo. Estes parámetros afectan á dificultade de integración e ao custo total de propiedade do láser no ambiente de traballo real.

3. Selección e xuízo entre monomodo e multimodo
Aínda que este artigo se centra no monomodoláseres de fibra, é crucial comprender claramente a necesidade de escoller o monomodo na selección real. Cando os requisitos principais dunha aplicación son a maior precisión de procesamento, a zona afectada pola calor máis pequena, a capacidade de enfoque máxima ou a maior distancia de transmisión, un láser de fibra monomodo é a única opción correcta. Pola contra, se a aplicación implica principalmente soldadura de placas grosas, tratamento de superficies de gran área ou transmisión de alta potencia a curta distancia, e o requisito de precisión absoluta non é alto, entón os láseres de fibra multimodo poden converterse nunha opción máis económica e práctica debido á súa maior potencia total e menor custo.