تتزايد حصة ليزرات الألياف في سوق الليزر الصناعي عامًا بعد عام، بفضل بنيتها البسيطة، وتكلفتها المنخفضة، وكفاءتها العالية في التحويل الكهروضوئي، ونتائجها الإنتاجية الجيدة. ووفقًا للإحصاءات، شكّلت ليزرات الألياف 52.7% من سوق الليزر الصناعي في عام 2020.
بناءً على خصائص شعاع الإخراج، يمكن تقسيم الليزر الليفي إلى فئتين:ليزر مستمروليزر نبضيما هي الفروقات التقنية بينهما، وما هي سيناريوهات التطبيق المناسبة لكلٍّ منهما؟ فيما يلي مقارنة بسيطة للتطبيقات في الحالات العامة.
كما يوحي الاسم، فإنّ خرج الليزر من ليزر الألياف المستمرّ يكون مستمرًا، وتظلّ طاقته ثابتة. هذه الطاقة هي الطاقة المُصنّفة لليزر.إن ميزة الليزر الليفي المستمر هي التشغيل المستقر على المدى الطويل.
ليزر النبضات متقطع. وبالطبع، غالبًا ما يكون هذا الوقت المتقطع قصيرًا جدًا، ويُقاس عادةً بالملي ثانية، أو الميكرو ثانية، أو حتى النانو ثانية والبيكو ثانية. بالمقارنة مع الليزر المستمر، تتغير شدة ليزر النبضات باستمرار، لذا هناك مفهومان لهما: "القمة" و"القاع".
من خلال تعديل النبضات، يمكن إطلاق الليزر النبضي بسرعة والوصول إلى أقصى طاقة في موضع الذروة، ولكن بسبب وجود الحوض، تكون الطاقة المتوسطة منخفضة نسبيًا.من الممكن أنه إذا كان متوسط القدرة متساويًا، فإن ذروة طاقة الليزر النبضي يمكن أن تكون أكبر بكثير من ذروة طاقة الليزر المستمر، مما يحقق كثافة طاقة أكبر من الليزر المستمر، مما ينعكس في قدرة اختراق أكبر في معالجة المعادن. في الوقت نفسه، فهو مناسب أيضًا للمواد الحساسة للحرارة التي لا تتحمل درجات حرارة عالية مستمرة، بالإضافة إلى بعض المواد عالية الانعكاس.
من خلال خصائص طاقة الخرج لكليهما، يمكننا تحليل الاختلافات في التطبيق.
تعتبر ليزرات الألياف CW مناسبة بشكل عام لما يلي:
1. معالجة المعدات الكبيرة، مثل آلات المركبات والسفن، وقطع ومعالجة صفائح الفولاذ الكبيرة، ومناسبات المعالجة الأخرى التي لا تتأثر بالتأثيرات الحرارية ولكنها أكثر حساسية للتكلفة
2. يستخدم في القطع الجراحي والتخثر في المجال الطبي، مثل وقف النزيف بعد الجراحة، وما إلى ذلك.
3. يستخدم على نطاق واسع في أنظمة الاتصالات بالألياف الضوئية لنقل الإشارة وتضخيمها، مع ثبات عالي وضوضاء طور منخفضة
4. يستخدم في تطبيقات مثل التحليل الطيفي وتجارب الفيزياء الذرية والليدار في مجال البحث العلمي، مما يوفر طاقة عالية وجودة شعاع عالية لمخرجات الليزر
عادةً ما تكون ليزرات الألياف النبضية مناسبة لما يلي:
1. المعالجة الدقيقة للمواد التي لا تتحمل التأثيرات الحرارية القوية أو المواد الهشة، مثل معالجة الرقائق الإلكترونية والزجاج الخزفي والأجزاء البيولوجية الطبية
٢. تتميز هذه المادة بانعكاسية عالية، مما قد يُتلف رأس الليزر بسهولة بسبب الانعكاس. على سبيل المثال، معالجة مواد النحاس والألومنيوم.
3. معالجة السطح أو تنظيف الجزء الخارجي للركائز القابلة للتلف بسهولة
4. معالجة المواقف التي تتطلب طاقة عالية قصيرة المدى واختراقًا عميقًا، مثل قطع الألواح السميكة، وحفر المواد المعدنية، وما إلى ذلك.
٥. الحالات التي تستدعي استخدام النبضات كخصائص إشارة، مثل اتصالات الألياف الضوئية ومستشعرات الألياف الضوئية، إلخ.
6. يستخدم في المجال الطبي الحيوي لجراحة العيون وعلاج الجلد وقطع الأنسجة وما إلى ذلك، مع جودة شعاع عالية وأداء تعديل
7. في الطباعة ثلاثية الأبعاد، يمكن تحقيق تصنيع الأجزاء المعدنية بدقة أعلى وهياكل معقدة
8. الأسلحة الليزرية المتقدمة، وما إلى ذلك.
هناك بعض الاختلافات بين ليزرات الألياف النبضية والمستمرة من حيث المبادئ والخصائص التقنية والتطبيقات، ولكلٍّ منها استخداماته الخاصة. تُناسب ليزرات الألياف النبضية التطبيقات التي تتطلب طاقة قصوى وأداء تعديل، مثل معالجة المواد والطب الحيوي، بينما تُناسب ليزرات الألياف المستمرة التطبيقات التي تتطلب ثباتًا عاليًا وجودة شعاع عالية، مثل الاتصالات والبحث العلمي. يُسهم اختيار نوع ليزر الألياف المناسب، بناءً على الاحتياجات المحددة، في تحسين كفاءة العمل وجودة التطبيق.
وقت النشر: ٢٩ ديسمبر ٢٠٢٣
