في عام 2021 ، ستكون الصين الاقتصاد الرئيسي الوحيد في العالم الذي يتعافى بسرعة من وباء 2020.ستزيد القيمة المضافة للصناعات التي تزيد عن الحجم المحدد في العام بأكمله بنسبة 9.6٪ مقارنة بالعام السابق ، حيث ستزيد القيمة المضافة للتصنيع عالي التقنية وتصنيع المعدات على التوالي.18.2٪ ، 12.9٪.على وجه الخصوص ، تطورت صناعة الليزر في الصين بسرعة في السنوات الأخيرة ، وازداد حجم سلسلة صناعة الليزر بسرعة.في عام 2020 ، سيكون إجمالي إيرادات مبيعات معدات الليزر (بما في ذلك الواردات) في مجالات الصناعة والمعلومات والتجارة والأدوية والبحث العلمي 69.2 مليار يوان ، بزيادة سنوية مقارنة بعام 2019. بزيادة 5.2 نقطة مئوية.مع استمرار ازدهار الطاقة الكهروضوئية وبطاريات الطاقة والسيارات وغيرها من الصناعات ، ستزيد إيرادات المبيعات الإجمالية لسوق معدات الليزر في الصين بنسبة 15.6٪ على أساس سنوي في عام 2021 ، لتصل إلى 80 مليار يوان.
▲ 2010-2021 سوق معدات الليزر في الصين
في الوقت نفسه ، تتكرر تقنية الليزر أيضًا بسرعة.أولاً ، يتم تحويل تقنية المضخة من محلول 915 نانومتر مع منطقة تحكم بدرجة حرارة أوسع إلى محلول 976 نانومتر بكفاءة امتصاص أعلى.حاليًا ، في مسار تقنية المضخة لليزر الألياف المستمر عالي الطاقة ، أصبحت تقنية مضخة 976nm Pu هي الحل التقني السائد.بالإضافة إلى ذلك ، في تقنية ليزر 10000 واط ، كانت هناك دائمًا معركة بين "تضخيم الألياف أحادي القناة" و "تركيب الحزمة متعددة القنوات".يستمر السوق في التطور ، وعوامل شاملة مثل التكنولوجيا والتكلفة والكفاءة وقد أصبح العامل الأساسي لاختيار سوق ألياف الليزر الصناعية.دعنا نكسر الطريقين التقنيين.
اتجاه مسار تكنولوجيا الليزر 10000 واط
1. مخطط تجميع شعاع متعدد القنوات
وفقًا لهياكل النظام المختلفة ، يمكن تقسيم ليزرات الألياف إلى: ليزر ليفي لهيكل مذبذب مباشر وألياف ليزر ذات هيكل مذبذب رئيسي (MOPA).يعتبر ليزر الألياف بهيكل المذبذب المباشر بسيطًا في الهيكل ويحتوي فقط على مذبذب ليزر ، ويختار المشبك ويخرج الطول الموجي المحدد المحدد.
بالنسبة لليزر الألياف بتكوين مذبذب مباشر ، فإنه يتكون أساسًا من زوج من حواجز شبكية (انعكاس منخفض + انعكاس عالٍ) وألياف مكاسب والعديد من المضخات.تقترن حزم متعددة من ضوء المضخة بألياف كسب من خلال وحدة تجميع الحزمة ، بحيث تكون الألياف المكتسبة في حالة توزيع انعكاس لعدد الجسيمات ، وذلك لتحقيق تضخيم الإشعاع المحفز للضوء ، وأخيراً حدد الطول الموجي المحدد لضوء الليزر من خلال محزوز الانعكاس المنخفض للمرور عبر الألياف الناتجة.تنتقل إلى رأس الإخراج.
▲ ألياف الليزر على أساس هيكل مذبذب مباشر
وفقًا لطرق الضخ المختلفة ، يمكن تقسيمها إلى: ضخ أمامي ، وضخ عكسي ، وضخ ثنائي الاتجاه.اتجاه حقن ضوء المضخة هو نفس اتجاه إخراج الليزر يسمى الضخ الأمامي ؛اتجاه حقن ضوء المضخة هو نفس اتجاه إخراج الليزر المعاكس للضخ الأمامي والخلفي ؛يتم حقن ضوء المضخة من الاتجاهين الأمامي والخلفي في نفس الوقت.يسمى الضخ ثنائي الاتجاه.في الوقت الحاضر ، يستخدم كل من GW و IPG مخطط الضخ ثنائي الاتجاه الموضح في الشكل أعلاه.
في الوقت الحالي ، تبلغ طاقة الليزر الليفي أو الوحدة النمطية ذات الهيكل المذبذب المباشر السائد حوالي 3 كيلو وات ، ويتم دمج ليزر عالي الطاقة من وحدة إلى أخرى ، أي أن ناتج الضوء من وحدات متعددة يقترن من خلال مجمع شعاع .في الألياف ثم الإخراج.على سبيل المثال ، يتم الحصول على 12KW من خلال الجمع بين أربع وحدات 3KW.
ليزر ليفي عالي الطاقة مع مخطط تركيب شعاع متعدد القنوات
2. مخطط تضخيم الألياف أحادي القناة
يشتمل ليزر الألياف بهيكل MOPA على مذبذب ليزر ومرحلة واحدة أو أكثر من مضخمات الألياف.يتم استخدام الطول الموجي المحدد بواسطة الشبكة في المذبذب كضوء أولي ، ويتم تضخيم ضوء البذرة تحت تأثير مكبر الصوت متعدد المراحل ، بحيث يمكن الحصول على طاقة الخرج إلى درجة معينة.تحسين.
بالنسبة لمثل هذه الليزرات عالية الطاقة ، لا يتم تحقيق زيادة الطاقة عن طريق زيادة عدد الوحدات ، ولكن بشكل أساسي عن طريق مكبرات الصوت متعددة المراحل.على سبيل المثال ، يتم الحصول على 12KW من خلال تضخيم ثلاثي المراحل.
مخطط تضخيم الألياف أحادي القناة استنادًا إلى تكوين MOPA ليزر الألياف عالي الطاقة
مزايا مضاعفة الليزر 10000 واط
1.هيكل الآلة بأكملها بسيط وسهل الصيانة
نظرًا لأن الليزر عالي الطاقة المضخم أحادي القناة يحتوي على وحدة واحدة فقط ، فإن الترتيب الداخلي للضوء والكهرباء والماء أكثر تعقيدًا.نظام التحكم الخاص به أكثر تعقيدًا نسبيًا ، ويحتاج المذبذب ومضخم الصوت إلى اتباع علاقة توقيت معينة عند التشغيل والإيقاف: عند تشغيل الليزر ، يجب تشغيل المذبذب أولاً ، ثم يجب تشغيل مكبر الصوت من مكبر المرحلة الأولىيبدأ مكبر الصوت المرحلة ، ويتم إيقاف تشغيل مكبر الصوت خطوة بخطوة إلى الأمام.بمجرد أن يخرج التوقيت عن النظام ، فمن المحتمل جدًا أن يتسبب في أضرار جسيمة لليزر.
مخطط التوليف متعدد الحزم المعتمد بواسطة ليزر GW ، التحكم بالليزر بسيط نسبيًا ، لا توجد مشكلة في التوقيت ، مشاكل في التحكم في البرنامج ، ولن تتسبب في تلف الجهاز.في حالة فشل الليزر ، يمكن إجراء الإصلاحات ببساطة عن طريق إزالة الوحدة التالفة واستبدالها بأخرى جديدة.بالنسبة للعملاء ، فإنه يوفر المزيد من وقت الصيانة.
2. قدرة ضوء قوية مضادة للعودة
تختلف عن المذبذبات ، لا يوجد محزوز على طرفي الألياف المكتسبة للمضخم.من السهل إرجاع الضوء المرتد عند معالجة المواد عالية الانعكاس أو الضوء العكسي لمكبر الصوت اللاحق إلى مكبر الصوت المسبق ، والذي يتداخل مع عمل مكبر الصوت المسبق بل ويسبب ضررًا.لذلك ، من الضروري إضافة تدابير عزل بصري إضافية.
مخطط التوليف متعدد الحزم بالليزر GW ، كل وحدة بها مذبذب واحد فقط ، ولا يوجد ضوء عكسي ؛في الوقت نفسه ، السر الفريد لليزر GW - تقنية ABR المضادة للانعكاس العالي: تم تجهيز وحدة واحدة بجهاز الكشف عن الضوء الخلفي وتجريده من خمسة مستويات ؛ على أساس خمسة مستويات مضادة للانعكاس من a وحدة واحدة ، تم تجهيز كل وحدة بجهاز ضوء مضاد للرجوع من المستوى الأول ، والذي يمكن أن يحمي المكونات الداخلية بشكل فعال من التلف ، ويضمن التشغيل المستقر لليزر ، ويقطع بسهولة الذهب والفضة والمواد العاكسة للغاية مثل النحاس و الألومنيوم مناسب لتطبيقات اللحام المختلفة.
3. الضخ ثنائي الاتجاه يحسن استقرار النظام
➢ قمع ضوضاء الليزر
من أجل الضخ الأمامي والخلفي ، يتم حقن ضوء المضخة في الألياف المغطاة بالإيتربيوم من طرف واحد ، ويكون ضوء المضخة أقوى في نهاية الإدخال للألياف المشبعة بالإيتربيوم ، وبالتالي فإن إثارة انعكاس الجسيمات تكون قوية أيضًا ، ولكن بسبب عامل الامتصاص ، ضوء الضخ قوي.سيتم تخفيف الضوء على طول الألياف بحيث يتم الوصول إلى تشبع الكسب عند طول ألياف معين وتزداد الضوضاء.يمكن أن يؤدي الضخ ثنائي الاتجاه إلى توزيع ضوء المضخة بالتساوي في الألياف ، بحيث يتم أيضًا توزيع الكسب بالتساوي في الألياف ، بحيث يتم تقليل الضوضاء.
➢ تخفيف الضغط أحادي الطرف
تقترن الطاقة الضوئية الزائدة للمضخة بالألياف المكتسبة ، ويمتص الجزء الأولي من الألياف المكتسبة ضوء المضخة كثيرًا ، وبالتالي تكون درجة حرارة الألياف هي الأعلى في القسم الأولي ، وتتحمل نقطة انصهار الألياف أكبر ضغط.يمكن أن يجعل الضخ مزدوج النهاية نقطتي الانصهار على جانبي الألياف المكتسبة تتشارك في الضغط ، مما يجعل النظام يعمل بشكل أكثر استقرارًا.
➢ قم بزيادة حد عدم استقرار الوضع
يرتبط عدم استقرار الوضع بالتحميل الحراري للألياف المكتسبة.بعد اعتماد طريقة الضخ ذات النهاية المزدوجة ، يمكن جعل توزيع درجة حرارة ألياف الكسب أكثر اتساقًا ، ويضعف التأثير الحراري ، وتزداد قيمة عتبة عدم استقرار الوضع.
.مخطط الضخ 976 نانومتر له مزايا واضحة
▶ ارتفاع معدل التحويل
تحتوي الألياف المخدرة بالإيتربيوم على قمتي امتصاص قويتين عند 915 نانومتر و 976 نانومتر ، لذا فإن نطاق ضوء المضخة الذي يتم اختياره عادةً لألياف الألياف المشبعة بالإيتربيوم هو 915 نانومتر أو 975 نانومتر.من بينها ، ذروة الامتصاص عند 975 نانومتر أعلى ، أي حوالي 3 مرات من 915 نانومتر ، لذا فإن ليزر 1070 نانومتر بنفس الطاقة يستهلك ثلث ضوء المضخة 915 نانومتر فقط.يتم تحويل ضوء المضخة من الطاقة الكهربائية ، مما يعني أن استخدام مصدر مضخة 976 نانومتر يستهلك طاقة كهربائية أقل وأكثر كفاءة وموفرًا للطاقة.
تأثيرات غير خطية أقل
في ليزر الألياف أحادية التردد المستمر ، هناك بعض التأثيرات غير الخطية ، مثل تشتت Brillouin المحفز ، وتشتت Raman المحفز ، وتأثير Kerr البصري ، مما يؤدي إلى تدهور جودة الحزمة.الاستفادة من ذروة الامتصاص الأعلى عند 976 نانومتر ، يمكن جعل الألياف المكتسبة أقصر في ظل فرضية نفس كفاءة الامتصاص ، ويساعد تقليل طول الألياف على تجنب قمع التأثيرات غير الخطية.
الخاتمة
يعتمد GW Laser (GW) على تقنية المضخة 976 نانومتر ومخطط تخليق الحزمة متعددة القنوات كخط رئيسي ، وهو ملتزم بتحسين مستوى الطاقة وجودة الحزمة في ليزر 10000 واط ؛في الوقت نفسه ، فإنه يهتم أيضًا بتحسين جودة المنتجات واستقرارها ، وتقليل معدلات فشل المنتج وتعقيد معالجة حالات الفشل.في المستقبل ، سنستمر في تزويد العملاء بألياف الليزر عالية الجودة والدعم الفني القوي.
الوقت ما بعد: 21 مارس - 2022