I laser a fibra hanno trasformato il panorama industriale con il loro design compatto, alta efficienza, ed eccezionale qualità del fascio. Questi laser versatili sono essenziali in vari campi, dalla lavorazione dei metalli alla produzione di dispositivi medici. Questo articolo esplora il complesso funzionamento dei laser a fibra, concentrandosi in particolare sulla tecnologia di ComMarker, i suoi vantaggi, e le sue applicazioni.
Sommario
Cos'è un laser a fibra?
Un laser a fibra è un tipo di laser a stato solido che utilizza una fibra ottica come mezzo di guadagno. Il nucleo della fibra ottica è drogato con elementi delle terre rare come l'itterbio (Sì), che amplifica la luce laser. Questi laser sono noti per la loro elevata efficienza elettrica e ottica, compattezza, e un'eccellente qualità del fascio.
La struttura della fibra di guadagno in un laser a fibra
La fibra di guadagno in un laser a fibra è il componente centrale in cui la luce laser viene amplificata. Il nucleo della fibra, drogato con elementi delle terre rare come l'itterbio (Sì), ha l'indice di rifrazione più alto, consentendo alla luce laser e alla luce della pompa di propagarsi in modo efficiente. Il nucleo è circondato da rivestimenti interni ed esterni, formando una struttura in fibra a doppio rivestimento.
Figura 1: Ottieni struttura in fibra
Propagazione del raggio laser in una fibra a doppio rivestimento
In fibra a doppio rivestimento, la luce della pompa si propaga attraverso il nucleo drogato con Yb e il rivestimento interno. La riflessione interna totale al confine del rivestimento interno e del nucleo confina la luce laser all'interno del nucleo, garantendo un'amplificazione efficiente.
Figura 2: Propagazione del raggio laser in una fibra a doppio rivestimento
Configurazione del circuito ottico nei laser a fibra ad alta potenza
I laser a fibra ad alta potenza di ComMarker utilizzano una sofisticata configurazione di circuito ottico divisa in tre sezioni principali:
- Sezione pompe: Diodi laser (LD) pompare la luce attraverso le fibre ottiche in un combinatore di pompe.
- Sezione Oscillatore: La luce della pompa si propaga attraverso una fibra a doppio rivestimento, eccitando gli ioni Yb, che amplificano la luce.
- Sezione Consegna del fascio: La luce laser amplificata viene inviata alla testa di lavorazione o all'accoppiatore del raggio.
Figura 3: Configurazione del circuito ottico
Potenziamento della potenza dei laser a fibra
L'aumento di potenza nei laser a fibra si ottiene accoppiando più fibre di consegna con un accoppiatore del raggio di uscita. Ad esempio, accoppiamento quattro 1 I raggi di potenza in kW si traducono in a 4 kW di potenza laser, mentre ne accoppia sei 1 kW di potenza travi rese 6 kW.
Figura 4: Potenziamento della potenza dei laser a fibra
Vantaggi dei laser a fibra
Rispetto ai tradizionali laser CO2 e YAG, i laser a fibra offrono numerosi vantaggi significativi:
- Qualità del raggio: I laser a fibra forniscono un'eccellente qualità del raggio, ottenendo tagli precisi e puliti.
- Design compatto: Le loro dimensioni compatte e l'elevata densità di potenza consentono di risparmiare spazio prezioso nelle configurazioni industriali.
- Efficienza: Presentano un'elevata efficienza elettrica, riducendo il consumo energetico e i costi operativi.
- Affidabilità: I laser a fibra sono altamente affidabili, richiedendo una manutenzione minima.
- Versatilità: Adatto a varie applicazioni, compresa la saldatura, taglio, e marcatura, in più settori.
Applicazioni dei laser a fibra
I laser a fibra sono strumenti versatili utilizzati in numerosi processi industriali. Le loro applicazioni includono:
- Lavorazione dei materiali: Taglio, saldatura, marcatura, e perforazione di metalli e altri materiali.
- Produzione di dispositivi medici: Taglio e incisione di precisione di dispositivi medici.
- Telecomunicazioni: I laser a fibra svolgono un ruolo cruciale nelle telecomunicazioni per l'amplificazione e la trasmissione del segnale.
- Difesa: Utilizzato in armi ad energia diretta e altre applicazioni legate alla difesa.
- Ricerca e sviluppo: I laser a fibra sono utilizzati nella spettroscopia e in altre aree di ricerca scientifica.
Tipi di laser a fibra
I laser a fibra possono essere classificati in base alle loro modalità operative e applicazioni:
- Onda continua (CW) Laser a fibra: Produrre un raggio laser continuo, ideale per applicazioni industriali ad alta potenza.
- Laser a fibra pulsata: Emettere impulsi laser a intervalli regolari, adatto per incisioni e marcature precise.
- Laser a fibra QCW: Offrono una potenza di picco elevata e una potenza media inferiore, perfetto per applicazioni come saldatura a punti e foratura.
Come funziona un laser a fibra?
I laser a fibra funzionano utilizzando una fibra ottica drogata con elementi di terre rare, come l'itterbio (Sì). Il nucleo in fibra drogata assorbe la luce della pompa, che eccita gli ioni Yb, portando all’emissione di luce laser. La luce laser è confinata all'interno del nucleo attraverso la riflessione interna totale, ottenendo un raggio laser di alta qualità.
Manutenzione e durata
Uno dei principali vantaggi dei laser a fibra è la ridotta necessità di manutenzione. La sua durata è100,000 ore. Raggiungere la sua durata di vita non significa che sia totalmente inutilizzabile, ma decade solo nella potenza del laser. un servizio di sostituzione della sorgente laser (il prezzo dipenderà dalla sorgente laser scelta).
Incisore laser a fibra ComMarker B4 da 20 W
Sollevamento elettrico: Il ComMarker B4-20W è dotato di un avanzato, motore di sollevamento nascosto. 3D Goffratura e incisione profonda: La macchina per incisione laser B4-20W gestisce complesse, incisione 3D multilivello e incisione profonda su metallo e roccia. Ampia area di lavoro: 110lenti doppie da mm e 200 mm, area di marcatura con localizzatori a doppio punto rosso per calibrazione e messa a fuoco precise. Ampia compatibilità: Incidere…
