لقد غيرت ألياف الليزر المشهد الصناعي بتصميمها المدمج, كفاءة عالية, وجودة شعاع استثنائية. تعتبر هذه الليزرات متعددة الاستخدامات ضرورية في مختلف المجالات, من تشغيل المعادن إلى تصنيع الأجهزة الطبية. يستكشف هذا المقال الأعمال المعقدة لليزر الألياف, مع التركيز بشكل خاص على تكنولوجيا ComMarker, مزاياها, وتطبيقاتها.
جدول المحتويات
ما هو فايبر ليزر?
ليزر الألياف هو نوع من ليزر الحالة الصلبة الذي يستخدم الألياف الضوئية كوسيلة كسب. يتم تطعيم قلب الألياف الضوئية بعناصر أرضية نادرة مثل الإيتربيوم (نعم), الذي يضخم ضوء الليزر. تشتهر أجهزة الليزر هذه بكفاءتها الكهربائية والضوئية العالية, الاكتناز, وجودة شعاع ممتازة.
اكتساب بنية الألياف في ليزر الألياف
تعتبر ألياف الكسب في ألياف الليزر هي المكون المركزي حيث يتم تضخيم ضوء الليزر. جوهر الألياف, مخدر بالعناصر الأرضية النادرة مثل الإيتربيوم (نعم), لديه أعلى معامل الانكسار, السماح لضوء الليزر ومضخة الضوء بالانتشار بكفاءة. النواة محاطة بالكسوة الداخلية والخارجية, تشكيل هيكل الألياف مزدوجة يرتدون.
شكل 1: كسب بنية الألياف
انتشار شعاع الليزر في ألياف مزدوجة الكسوة
في ألياف مزدوجة المغلفة, ينتشر ضوء المضخة عبر قلب Yb المخدر والكسوة الداخلية. الانعكاس الداخلي الكلي عند حدود الكسوة الداخلية والقلب يحصر ضوء الليزر داخل القلب, ضمان التضخيم الفعال.
شكل 2: انتشار شعاع الليزر في ألياف مزدوجة الكسوة
تكوين الدائرة الضوئية في ليزر الألياف عالي الطاقة
تستخدم ليزرات الألياف عالية الطاقة من ComMarker تكوينًا متطورًا للدائرة الضوئية مقسمة إلى ثلاثة أقسام رئيسية:
- قسم المضخة: الثنائيات الليزرية (LDs) ضخ الضوء من خلال الألياف الضوئية إلى مجمع المضخة.
- قسم المذبذب: ينتشر ضوء المضخة من خلال ألياف مزدوجة الكسوة, مثيرة أيونات Yb, التي تضخيم الضوء.
- قسم توصيل الشعاع: يتم تسليم ضوء الليزر المضخم إلى رأس المعالجة أو قارنة التوصيل الشعاعية.
شكل 3: تكوين الدائرة الضوئية
تعزيز قوة ألياف الليزر
يتم تحقيق تعزيز الطاقة في ليزرات الألياف عن طريق اقتران ألياف التوصيل المتعددة بمقرنة شعاع الإخراج. على سبيل المثال, اقتران أربعة 1 ينتج عن حزم الإخراج كيلوواط أ 4 خرج الليزر كيلوواط, بينما اقتران ستة 1 تنتج عوارض خرج كيلوواط 6 كيلوواط.
شكل 4: تعزيز قوة ألياف الليزر
مزايا ألياف الليزر
مقارنة بالليزر CO2 وYAG التقليدي, توفر ليزرات الألياف العديد من المزايا الهامة:
- جودة الشعاع: توفر ألياف الليزر جودة شعاع ممتازة, مما يؤدي إلى تخفيضات دقيقة ونظيفة.
- تصميم مدمج: يوفر حجمها الصغير وكثافة الطاقة العالية مساحة قيمة في الأجهزة الصناعية.
- كفاءة: أنها تظهر كفاءة كهربائية عالية, تقليل استهلاك الطاقة والتكاليف التشغيلية.
- مصداقية: تعتبر ليزرات الألياف موثوقة للغاية, تتطلب الحد الأدنى من الصيانة.
- براعه: مناسبة لمختلف التطبيقات, بما في ذلك اللحام, قطع, ووضع العلامات, عبر صناعات متعددة.
تطبيقات ألياف الليزر
تعتبر ألياف الليزر أدوات متعددة الاستخدامات تستخدم في العديد من العمليات الصناعية. وتشمل تطبيقاتهم:
- معالجة المواد: قطع, لحام, وضع العلامات, وحفر المعادن والمواد الأخرى.
- تصنيع الأجهزة الطبية: دقة القطع والنقش على الأجهزة الطبية.
- الاتصالات: تلعب ليزرات الألياف دورًا حاسمًا في الاتصالات لتضخيم الإشارة ونقلها.
- الدفاع: تستخدم في أسلحة الطاقة الموجهة والتطبيقات الأخرى المتعلقة بالدفاع.
- البحث والتطوير: تُستخدم ألياف الليزر في التحليل الطيفي ومجالات البحث العلمي الأخرى.
أنواع ألياف الليزر
يمكن تصنيف ألياف الليزر بناءً على أوضاعها التشغيلية وتطبيقاتها:
- موجة مستمرة (الأسلحة الكيميائية) ليزر الألياف: إنتاج شعاع ليزر مستمر, مثالية للتطبيقات الصناعية عالية الطاقة.
- ليزر الألياف النبضي: تنبعث منها نبضات الليزر على فترات منتظمة, مناسبة للنقش ووضع العلامات الدقيقة.
- ليزر الألياف QCW: تقديم طاقة ذروة عالية ومتوسط طاقة أقل, مثالية لتطبيقات مثل اللحام البقعي والحفر.
كيف يعمل ليزر الألياف?
تعمل ألياف الليزر باستخدام ألياف ضوئية مشبعة بعناصر أرضية نادرة, مثل الإيتربيوم (نعم). يمتص قلب الألياف المخدر ضوء المضخة, الذي يثير أيونات Yb, مما يؤدي إلى انبعاث ضوء الليزر. يقتصر ضوء الليزر داخل القلب من خلال الانعكاس الداخلي الكلي, مما أدى إلى شعاع ليزر عالي الجودة.
الصيانة والعمر
إحدى الفوائد الرئيسية لليزر الألياف هي متطلبات الصيانة المنخفضة. عمرها الافتراضي هو100,000 ساعات. الوصول إلى العمر الافتراضي لا يعني أنه غير صالح للاستخدام تمامًا, لكنها تتحلل فقط بقوة الليزر. خدمة استبدال مصدر الليزر (السعر يعتمد على مصدر الليزر الذي تختاره).
ماكينة النقش بالليزر كومماركر B4 20 وات
الرفع الكهربائي: يتميز ComMarker B4-20W بميزة متقدمة, محرك رفع مخفي. 3د النقش والنقش العميق: آلة النقش بالليزر B4-20W تتعامل بشكل معقد, نقش ثلاثي الأبعاد متعدد المستويات وحفر عميق على المعدن والصخر. منطقة عمل واسعة: 110عدسات مزدوجة مم و200 مم, منطقة وضع العلامات مع محددات نقاط حمراء مزدوجة للمعايرة والتركيز الدقيق. توافق واسع: نقش…
