У 2021 годзе Кітай стане адзінай буйной эканомікай у свеце, якая хутка вылечыцца ад эпідэміі 2020 года.Дабаўленая вартасць вытворчасцей звыш устаноўленага памеру ў цэлым за год вырасце на 9,6 працэнта ў параўнанні з папярэднім годам, з іх адпаведна павялічыцца дабаўленая вартасць высокатэхналагічных вытворчасцей і вытворчасці абсталявання.18,2%, 12,9%.У прыватнасці, лазерная прамысловасць Кітая хутка развівалася ў апошнія гады, і маштаб ланцуга лазернай прамысловасці хутка павялічыўся.У 2020 годзе агульны прыбытак ад продажаў лазернага абсталявання (уключаючы імпарт) у галінах прамысловасці, інфармацыі, гандлю, медыцыны і навуковых даследаванняў складзе 69,2 мільярда юаняў, павялічыўшыся ў параўнанні з 2019 годам на 5,2 працэнтных пункта.Пры далейшым росквіце фотаэлектрычнай, акумулятарнай, аўтамабільнай і іншых галін прамысловасці агульны даход ад продажаў кітайскага рынку лазернага абсталявання ў 2021 годзе вырасце на 15,6% у параўнанні з аналагічным перыядам мінулага года і дасягне 80 мільярдаў юаняў.
▲2010-2021 Рынак лазернага абсталявання Кітая
У той жа час, тэхналогія лазера таксама хутка паўтараецца.Па-першае, тэхналогія помпы пераўтворана з рашэння 915 нм з больш шырокай зонай кантролю тэмпературы на рашэнне 976 нм з больш высокай эфектыўнасцю паглынання.У цяперашні час на маршруце тэхналогіі накачкі магутных бесперапынных валаконных лазераў тэхналогія Pu з напампоўкай 976 нм стала асноўным тэхнічным рашэннем.Акрамя таго, у тэхналогіі 10000-ватных лазераў заўсёды ішла барацьба паміж «аднаканальным валаконным узмацненнем» і «шматканальным сінтэзам прамяня».Рынак працягвае развівацца, і ўсёабдымныя фактары, такія як тэхналогіі, кошт і эфектыўнасць, сталі асноўным фактарам для выбару рынку прамысловага валаконнага лазера.Разбяром два тэхнічныя маршруты.
Напрамак маршруту лазернай тэхналогіі 10 000 Вт
1. Шматканальная схема спалучэння прамянёў
У адпаведнасці з рознымі структурамі сістэмы валаконныя лазеры можна падзяліць на: валаконныя лазеры са структурай прамога асцылятара і валаконныя лазеры са структурай задаючага генератара з узмацняльнікам магутнасці (MOPA).Валаконны лазер са структурай прамога асцылятара просты па структуры і змяшчае толькі лазерны асцылятар, а рашотка выбірае і выдае выбраную пэўную даўжыню хвалі.
Для валаконнага лазера з канфігурацыяй прамога асцылятара ён у асноўным складаецца з пары рашотак (нізкае адлюстраванне + высокае адлюстраванне), валакна з узмацненнем і некалькіх помпаў.Некалькі пучкоў святла накачкі злучаюцца ў валакно ўзмацнення праз сумятар прамянёў, так што валакно ўзмацнення знаходзіцца ў стане інверсіі размеркавання колькасці часціц, каб рэалізаваць стымуляванае ўзмацненне выпраменьвання святла, і, нарэшце, выбраць канкрэтная даўжыня хвалі лазернага святла праз рашотку нізкага адлюстравання, каб прайсці праз выходнае валакно.перадаецца ў выхадны загаловак.
▲ Валаконны лазер на аснове структуры прамога асцылятара
У залежнасці ад розных метадаў адпампоўкі, яе можна падзяліць на: прамую адпампоўку, зваротную адпампоўку і двухнакіраваную адпампоўку.Напрамак ін'екцыі святла накачкі такі ж, як і кірунак выхаду лазера, называецца прамой напампоўкай;кірунак ін'екцыі святла накачкі такі ж, як кірунак выхаду лазера, процілеглы прамой і зваротнай напампоўцы;святло помпы ўводзіцца з прамога і зваротнага напрамкаў адначасова.называецца двухнакіраванай напампоўкай.У цяперашні час і GW, і IPG выкарыстоўваюць двухнакіраваную схему напампоўкі, паказаную на малюнку вышэй.
У цяперашні час валаконны лазер або модуль з асноўнай структурай прамога асцылятара мае магутнасць каля 3 КВт, а лазер большай магутнасці аб'ядноўваецца ад аднаго модуля да іншага, гэта значыць выхад святла ад некалькіх модуляў спалучаецца праз сумятар прамянёў .у валакно, а потым на выхадзе.Напрыклад, 12KW атрымліваецца аб'яднаннем чатырох модуляў па 3KW.
▲ Магутны валаконны лазер з шматканальнай схемай сінтэзу прамяня
2. Аднаканальная схема ўзмацнення валакна
Валаконны лазер са структурай MOPA ўключае ў сябе лазерны генератар і адзін або некалькі каскадаў валаконных узмацняльнікаў.Даўжыня хвалі, абраная рашоткай у асцылятары, выкарыстоўваецца ў якасці пачатковага святла, і пачатковае святло ўзмацняецца пад дзеяннем шматступеннага ўзмацняльніка, так што выхадная магутнасць можа быць атрымана ў пэўнай ступені.паляпшэнне.
Для такіх магутных лазераў павелічэнне магутнасці дасягаецца не за кошт павелічэння колькасці модуляў, а ў асноўным за кошт шматкаскадных узмацняльнікаў.Напрыклад, 12 кВт атрымліваецца за кошт 3-ступеністага ўзмацнення.
▲ Схема аднаканальнага валаконнага ўзмацнення на аснове канфігурацыі MOPA. Высокамагутны валаконны лазер
Перавагі мультыплексавання 10000-ватных лазераў
1. Структура ўсёй машыны простая і лёгкая ў абслугоўванні
Паколькі аднаканальны ўзмоцнены лазер высокай магутнасці мае толькі адзін модуль, унутранае размяшчэнне святла, электрычнасці і вады больш складанае.Яго сістэма кіравання адносна больш складаная, і асцылятар і ўзмацняльнік павінны прытрымлівацца пэўных часавых суадносін пры ўключэнні і выключэнні: пры ўключэнні лазера спачатку павінен быць уключаны асцылятар, а потым узмацняльнік. ўзмацняльнік першай ступені;Запускаецца каскадны ўзмацняльнік, які крок за крокам выключаецца.Калі час выйдзе з ладу, вельмі верагодна, што гэта можа прывесці да сур'ёзнага пашкоджання лазера.
Шматпрамянёвая схема сінтэзу, прынятая лазерам GW, кіраванне лазерам адносна простае, няма праблем з часам, праблем з праграмным кіраваннем і не прывядзе да пашкоджання машыны.У выпадку выхаду лазера з ладу рамонт можна выканаць, проста выдаліўшы пашкоджаны модуль і замяніўшы яго новым.Для кліентаў гэта эканоміць больш часу на абслугоўванне.
2. Моцная здольнасць супраць вяртання святла
У адрозненне ад асцылятараў, на абодвух канцах валакна ўзмацнення ўзмацняльніка няма рашоткі.Зваротнае святло пры апрацоўцы матэрыялаў з высокай ступенню адлюстравання або зваротнае святло пост-узмацняльніка лёгка вярнуць у папярэдні ўзмацняльнік, што перашкаджае працы папярэдняга ўзмацняльніка і нават выклікае пашкоджанні.Такім чынам, неабходна дадаць дадатковыя меры аптычнай ізаляцыі.
Шматпрамянёвая схема сінтэзу лазера GW, кожны модуль мае толькі адзін асцылятар, і няма зваротнага святла;у той жа час, унікальны сакрэт лазера GW - тэхналогія антыбліку ABR: адзін модуль абсталяваны пяціўзроўневай прыладай для выяўлення і выдалення зваротнага святла; на аснове пяціўзроўневай антыблікання адзіны модуль, кожны модуль абсталяваны прыладай супраць зваротнага святла першага ўзроўню, якая можа эфектыўна абараняць унутраныя кампаненты ад пашкоджанняў, забяспечваць стабільную працу лазера і лёгка рэзаць золата, срэбра, матэрыялы з высокай ступенню адлюстравання, такія як медзь і Алюміній прыдатны для розных зварачных работ.
3. Двунакіраваная адпампоўка паляпшае стабільнасць сістэмы
➢ Падаўленне лазернага шуму
Для прамой і зваротнай накачкі святло накачкі ўводзіцца ў валакно, легаванае ітэрбіем, з аднаго канца, а святло накачкі мацней на ўваходным канцы валакна, легаванага ітэрбіем, таму інверсійнае ўзбуджэнне часціц таксама моцнае, але з-за каэфіцыент паглынання, накачка святла моцная.Святло будзе аслабляцца ўздоўж даўжыні валакна, так што насычэнне ўзмацнення дасягаецца пры пэўнай даўжыні валакна і шум павялічваецца.Двунакіраваная накачка можа зрабіць святло помпы раўнамерным размеркаваннем у валакне, так што ўзмацненне таксама раўнамерна размяркоўваецца ў валакне, так што шум памяншаецца.
➢Зняць аднабаковы ціск
Празмерная светлавая энергія накачкі перадаецца ва ўзмацняльнае валакно, і пачатковая секцыя ўзмацняючага валакна моцна паглынае святло накачкі, таму тэмпература валакна самая высокая ў пачатковым участку, а тэмпература плаўлення валакна аказвае найбольшы ціск.Двухбаковая напампоўка можа прымусіць дзве кропкі плаўлення па абодва бакі валакна падзяліць ціск, што робіць сістэму больш стабільнай.
➢Павялічыць парог нестабільнасці рэжыму
Нестабільнасць рэжыму звязана з цеплавой нагрузкай валакна ўзмацнення.Пасля прыняцця метаду накачкі з падвойным канцом размеркаванне тэмпературы валакна ўзмацнення можа быць зроблена больш раўнамерным, цеплавой эфект аслаблены, а парогавае значэнне нестабільнасці рэжыму павялічана.4
.Схема накачкі 976 нм мае відавочныя перавагі
▶ Больш высокі каэфіцыент канверсіі
Валакно, легаванае ітэрбіем, мае два моцныя пікі паглынання пры 915 нм і 976 нм, таму светлавая паласа накачкі, якая звычайна выбіраецца для валаконнага лазера, легаванага ітэрбіем, складае 915 нм або 975 нм.Сярод іх пік паглынання пры 975 нм вышэй, што прыкладна ў 3 разы перавышае 915 нм, таму лазер 1070 нм з той жа магутнасцю спажывае толькі адну траціну святла накачкі 915 нм.Святло помпы пераўтворыцца з электрычнай энергіі, што азначае, што выкарыстанне крыніцы помпы 976 нм спажывае менш электрычнай энергіі і з'яўляецца больш эфектыўным і энергазберагальным.
▶ Ніжнія нелінейныя эфекты
У бесперапыннага адначастотнага валаконнага лазера ёсць некаторыя нелінейныя эфекты, такія як вымушанае рассейванне Брылюэна, вымушанае камбінацыйнае рассейванне і аптычны эфект Кера, якія пагаршаюць якасць прамяня.Дзякуючы больш высокаму піку паглынання пры 976 нм валакно з узмацненнем можна зрабіць карацейшым пры той жа эфектыўнасці паглынання, а памяншэнне даўжыні валакна дапамагае пазбегнуць падаўлення нелінейных эфектаў.
Эпілог
GW Laser (GW) заснаваны на тэхналогіі накачкі 976 нм і шматканальнай схеме сінтэзу прамяня ў якасці асноўнай лініі, і імкнецца палепшыць узровень магутнасці і якасць прамяня лазераў магутнасцю 10 000 Вт;у той жа час, ён таксама звяртае ўвагу на паляпшэнне якасці і стабільнасці прадукцыі, зніжэнне колькасці адмоваў прадукту і складанасці апрацоўкі адмоваў.У будучыні мы працягнем прадастаўляць кліентам высакаякасныя валаконныя лазеры і моцную тэхнічную падтрымку.
Час публікацыі: 21 сакавіка 2022 г