শক্তি এবং উজ্জ্বলতা টু-হুইল ড্রাইভ ভবিষ্যতের ফাইবার লেজারের বিকাশকে সংজ্ঞায়িত করে

লেজারের চারটি প্রধান বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যথা উচ্চ উজ্জ্বলতা, ভাল দিকনির্দেশনা, ভাল একরঙাতা এবং উচ্চ সমন্বয়।এই বৈশিষ্ট্যগুলি একে অপরের সাথে সম্পর্কিত, লেজারকে বিভিন্ন পরিস্থিতিতে উপযুক্ত করে তোলে।

লেজারের উচ্চ উজ্জ্বলতা সাধারণ আলোর উত্স থেকে আলাদা একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য, এবং শক্তি এবং উজ্জ্বলতা বৃদ্ধিও লেজারগুলির বিকাশের জন্য একটি চিরন্তন বিষয়।উচ্চ উজ্জ্বলতা কি, প্রযুক্তিগত ভাষায় প্রকাশ করা হল যে 1 এর কাছাকাছি সূচক M2 হল বিমের গুণমান বর্ণনা করে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, প্রযুক্তির উন্নতির সাথে, গার্হস্থ্য ফাইবার লেজারগুলি ধীরে ধীরে 12KW থেকে 20KW পর্যন্ত শক্তি সীমা ভেঙেছে।বর্তমানে, 30KW ক্ষমতার সর্বোচ্চ ফাইবার লেজার বাজারে লঞ্চ করা হয়েছে, এবং পরবর্তী ধাপ হল 50KW।প্রত্যেকেই মনোযোগ দেয় এবং কার লেজারের আউটপুট শক্তি বেশি তার প্রতি প্রতিযোগিতা করে, কিন্তু কার রশ্মির গুণমান ভাল তা উপেক্ষা করে।

আসুন আজ দেখে নেওয়া যাক উচ্চ উজ্জ্বলতা কী, এবং উচ্চ উজ্জ্বলতার সুবিধা এবং তাৎপর্য।

লেজার রশ্মির বৈশিষ্ট্য

লেজার দ্বারা নির্গত লেজারের আলো দেখতে এইরকম, প্রথমে কাছাকাছি ক্ষেত্রটিতে একত্রিত হয় এবং তারপরে দূরের মাঠে ছড়িয়ে পড়ে

ভিতরে,

রশ্মি কোমর ব্যাসার্ধ w0 হল সেই ব্যাসার্ধ যেখানে লেজার রশ্মি নিকটবর্তী ক্ষেত্রের ক্ষুদ্রতম অংশে একত্রিত হয়;

Rayleigh দৈর্ঘ্য ZR হল সেই অবস্থান যখন বিমের কোমর √2 গুণ বৃদ্ধি পায়;

দূরের ক্ষেত্রটিকে রেলে দৈর্ঘ্যের 4 গুণের বাইরে পরিসীমা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং কাছের ক্ষেত্রটিকে রেলে দৈর্ঘ্যের 4 গুণের মধ্যে পরিসীমা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়;

দূর-ক্ষেত্রের বিচ্যুতি কোণ θ দূর ক্ষেত্রের লেজার রশ্মির বিচ্যুতির ডিগ্রিকে প্রতিনিধিত্ব করে।

মরীচি মানের বৈশিষ্ট্য

লেজার রশ্মির বৈশিষ্ট্যগুলি চিহ্নিত করার জন্য রশ্মির গুণমান হল মূল প্যারামিটার এবং এটি লেজারের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক, যা একটি নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে লেজার রশ্মির ফোকাসের মাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়।রশ্মির গুণমান পরিমাপ করার জন্য সাধারণত ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলি হল: বিম প্যারামিটার পণ্য (BPP) এবং M2^{ফ্যাক্টর}.

BPP (বিম প্যারামিটার পণ্য): মরীচি প্যারামিটার পণ্য, মরীচি কোমর ব্যাসার্ধ হিসাবে সংজ্ঞায়িত ( w₀) দূর-ক্ষেত্রের অপসারণ কোণ (θ) দ্বারা গুণিত:

এম²: মৌলিক গাউসিয়ান রশ্মির বিম প্যারামিটার পণ্যের সাথে বিম প্যারামিটার পণ্যের অনুপাত, যা BPP-তে রূপান্তরিত হতে পারে:

উপরের সূত্র থেকে, আমরা সহজেই খুঁজে পেতে পারি যে: BPP-এর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে কোন সম্পর্ক নেই, যখন M2 ফ্যাক্টর লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে সম্পর্কিত।

M² ফ্যাক্টরের মান অসীমভাবে 1 এর কাছাকাছি, যার মানে আদর্শ ডেটার সাথে বাস্তব ডেটার অনুপাত।যখন আসল ডেটা আদর্শ ডেটার কাছাকাছি থাকে, তখন মরীচির মান আরও ভাল হয়।

1070nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ একটি ফাইবার লেজারের জন্য, আদর্শ পরামিতিগুলি হওয়া উচিত:

যখন ফাইবার লেজার BPP বা M2^{প্যারামিটার}এই মানের কাছাকাছি, মরীচি গুণমান ভাল এবং সংশ্লিষ্ট অপসারণ কোণ ছোট।

কিভাবে মরীচি গুণমান নির্ধারণ

সাধারণত, আমরা লেজারের রশ্মির গুণমান পরিমাপ করার জন্য একটি বিম বিশ্লেষক ব্যবহার করি, বিশ্লেষককে অপটিক্যাল পাথের সাপেক্ষে সরাতে দিন এবং রশ্মির কোমরের আকার, অবস্থান এবং বিচ্যুতি কোণ নির্ধারণ করতে একাধিক অবস্থানে X, Y, এবং Z তথ্য সংগ্রহ করি। , এবং Rayleigh দৈর্ঘ্য এবং BPP বা M2 গণনা করুন।

সাধারণত ব্যবহৃত হয় ছুরি-প্রান্ত পদ্ধতি এবং চেরা পদ্ধতি।উভয়ের ধারণা মূলত একই, অর্থাৎ, রশ্মি স্ক্যান করতে একটি ছুরি-প্রান্ত বা চেরা ব্যবহার করুন, একটি বিভাগের আলোক ক্ষেত্রের বিতরণ পরিমাপ করুন এবং ম্যাপ করুন এবং তারপরে আলোর ক্ষেত্রটি পরিমাপ করতে এবং ম্যাপ করতে উপরে এবং নীচে সরান। বিভিন্ন দূরত্ব।অবশেষে, ত্রিমাত্রিক আলো ক্ষেত্র বিতরণ প্রাপ্ত হয়।

▲ ছুরি-প্রান্ত পদ্ধতি

▲ চেরা পদ্ধতি

মরীচি মানের পরীক্ষা প্রায়ই আরো জটিল হয়.সহজভাবে, আমরা ফাইবার কোর ব্যাস এবং সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার (NA) অনুযায়ী অনুমান আনুমানিক করতে পারি।

আলোর রশ্মি, কোণের পরিসর যত বড়ই হোক না কেন, তা কেবলমাত্র তখনই সাধারণত সঞ্চারিত হতে পারে যখন এটি সমালোচনামূলক ঘটনা কোণ পরিসরের মধ্যে ফাইবারে প্রবেশ করে।এই কোণের সাইন মান α হল ফাইবারের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার NA, অর্থাৎ NA=sinα, যা ফাইবার দ্বারা প্রাপ্ত আলোকে প্রতিফলিত করে।ক্ষমতাএটা সাধারণত আনুমানিক যে বিবেচনা করা যেতে পারে.

উচ্চ-উজ্জ্বল লেজার বলতে আমরা সাধারণত কী বুঝি?

উজ্জ্বলতা (Br) সংজ্ঞা: প্রতি ইউনিট এলাকা এবং একক কঠিন কোণ প্রতি শক্তি ঘনত্ব।আমরা আগে উল্লেখ করেছি, একটি ফাইবার লেজারের মূল এলাকা, দূর-ক্ষেত্রের কঠিন কোণ.

উপরের সূত্র অনুসারে, এটি দেখতে কঠিন নয় যে তথাকথিত উচ্চ উজ্জ্বলতার অর্থ এটি উচ্চ মরীচি গুণমান (অর্থাৎ, ছোট BPP বা M^{2) একই শক্তির অধীনে।}

উচ্চ-উজ্জ্বল লেজারে বিশ্বব্যাপী নেতা হিসাবে,GW লেজার টেক 976nm উচ্চ-উজ্জ্বলতা ফাইবার লেজারগুলির গবেষণা এবং উন্নয়নের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, যা ফাইবার লেজারগুলির বিকাশের প্রবণতাকে নেতৃত্ব দেয়।

গুয়াংহুই লেজারএর একক-মোড 10μmসীমিত ফাইবার আউটপুট লেজার, এম²<1.1, এবং 50kw 100μm ফাইবার লেজারের শারীরিক সীমার কাছাকাছি একটি শক্তি ঘনত্ব রয়েছে।

প্রচলিত 100μm কোর ব্যাস একক-মোড 4kW লেজার এম²<1.3, মাল্টি-মোড 12kW লেজার BPP<4।

▲ গুয়াংহুই লেজার YLPS সিরিজের একক মডিউল 4KW লেজার

▲ গুয়াংহুই লেজার YLPM সিরিজ মাল্টি-মডিউল 20KW লেজার

5

উচ্চ উজ্জ্বলতার তাত্পর্য এবং সুবিধা

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, উচ্চ-শক্তি লেজারগুলি ধীরে ধীরে বাজারে প্রধান শক্তি হয়ে উঠছে, এবং ফাইবার লেজারগুলিও উচ্চ শক্তির দিকে অগ্রসর হচ্ছে।12KW লেজারগুলি মূলধারার লেজার নির্মাতাদের স্ট্যান্ডার্ড কনফিগারেশন হয়ে উঠেছে।গত বছর, গুয়াংহুই লেজারের 20KW লেজারের বিক্রয় উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে;বর্তমানে, 40KW লেজারগুলি ধীরে ধীরে জাহাজে যেতে শুরু করেছে।

বর্তমান হাই-পাওয়ার ফাইবার লেজারগুলির বেশিরভাগই একাধিক মডিউল দ্বারা গঠিত, অর্থাৎ, একাধিক লেজার মডিউল দ্বারা আলো আউটপুট আউটপুটের জন্য একটি অপটিক্যাল ফাইবারে মিলিত হয়।একটি একক লেজার মডিউলের আউটপুট ফাইবার কোরের সাথে তুলনা করে, একাধিক মডিউল সম্মিলিত আউটপুট ফাইবার কোরের ব্যাস বড় এবং মরীচির মান অনুরূপভাবে কম।

যদি মরীচির গুণমানকে উপেক্ষা করা হয়, শক্তি যতই উচ্চ হোক না কেন, এটি মাল্টি-মডিউল বিম কম্বিনিং স্কিমের মাধ্যমে উপলব্ধি করা যেতে পারে।যাইহোক, প্রযুক্তিগত অগ্রগতি এবং শিল্প আপগ্রেডিংয়ের সাথে, উত্পাদন শিল্প ধীরে ধীরে উচ্চ-এন্ডের দিকে অগ্রসর হবে, যা অনিবার্যভাবে লেজারগুলির জন্য উচ্চতর এবং উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাগুলিকে সামনে রাখবে, শুধুমাত্র শক্তি বৃদ্ধিকে সন্তুষ্ট করবে না, বরং উজ্জ্বলতার উন্নতিতে আরও মনোযোগ দেবে। .যে উচ্চ-শক্তি লেজারগুলি শুধুমাত্র উজ্জ্বলতার দিকে মনোযোগ না দিয়ে শক্তি বৃদ্ধি করে, শীঘ্রই বাজার দ্বারা মুছে ফেলা হবে।

তার প্রতিষ্ঠার পর থেকে, GW লেজার টেকউচ্চ-উজ্জ্বলতা লেজারগুলির গবেষণা এবং উন্নয়নের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ, এবং শক্তি বৃদ্ধি করবে এবং সমানভাবে উজ্জ্বলতা বৃদ্ধি করবে।একক লেজার মডিউল প্রযুক্তির অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে, ফাইবার ফিউশন স্প্লিসিং, এবং বিম কম্বিনিং স্কিমের মাধ্যমে, লেজারের উজ্জ্বলতা আরও উন্নত করা হয়েছে।একই শক্তির অবস্থার অধীনে, একই অপটিক্যাল সিস্টেম দ্বারা সংমিশ্রণ এবং ফোকাস করার পরে, ফোকাল পয়েন্টের স্পটটি ছোট হয় এবং শক্তির ঘনত্ব বেশি হয়।এটি সরাসরি লেজার প্রসেসিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রকাশিত হয়: একই শক্তির অধীনে, প্রক্রিয়াকরণের গতি দ্রুত হয়;একই প্রক্রিয়াকরণ গতির অধীনে, প্রয়োজনীয় শক্তি ছোট।

উদাহরণ হিসেবে GW লেজারের YLPM সিরিজ 20KW লেজার কাটিং নিন।একই শক্তিতে অন্যান্য লেজারের সাথে তুলনা করে, কাটিয়া গতি দ্রুত, এবং এই সুবিধাটি বিশেষত উচ্চ-প্রতিফলিত উপকরণ কাটাতে সুস্পষ্ট।

উচ্চ-উজ্জ্বল লেজারগুলি লেজার শিল্পের বিকাশের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক।বর্তমান উচ্চ-শক্তি লেজারের বাজার সুস্পষ্ট একজাতীয়তা দেখিয়েছে, এবং প্রধান লেজার নির্মাতারা সুপার ইমপোজড পাওয়ারের দিকে অগ্রসর হচ্ছে।

GWলেজারশুধুমাত্র লেজারের শক্তি বৃদ্ধির বিষয়ে চিন্তা করে না, লেজারের উজ্জ্বলতার উন্নতিতেও বেশি মনোযোগ দেয়।ভবিষ্যতে, আমরা উচ্চ উজ্জ্বলতার দিকে অন্বেষণ চালিয়ে যাব, যাতে লেজারের মরীচির গুণমান এবং প্রক্রিয়াকরণ কার্যকারিতা আরও ভাল থাকে এবং গ্রাহকদের প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা উন্নত করতে সহায়তা করে।