El 2021, la Xina serà l'única gran economia del món que es recuperarà ràpidament de l'epidèmia del 2020.El valor afegit de les indústries per sobre de la mida designada durant tot l'any augmentarà un 9,6% respecte a l'any anterior, del qual augmentarà el valor afegit de la fabricació d'alta tecnologia i la fabricació d'equips, respectivament.18,2%, 12,9%.En particular, la indústria làser de la Xina s'ha desenvolupat ràpidament en els últims anys i l'escala de la cadena de la indústria làser ha augmentat ràpidament.El 2020, els ingressos totals per vendes d'equips làser (incloses les importacions) als camps de la indústria, la informació, el comerç, la medicina i la investigació científica seran de 69.200 milions de iuans, un augment interanual respecte al 2019. Un augment de 5,2 punts percentuals.Amb la prosperitat contínua de la fotovoltaica, les bateries d'energia, l'automòbil i altres indústries, els ingressos totals per vendes del mercat d'equips làser de la Xina augmentaran un 15,6% interanual el 2021, assolint els 80 mil milions de iuans.
▲2010-2021 Mercat d'equips làser de la Xina
Al mateix temps, la tecnologia del làser també s'està iterant ràpidament.En primer lloc, la tecnologia de la bomba es transforma de la solució de 915 nm amb una àrea de control de temperatura més àmplia a la solució de 976 nm amb una major eficiència d'absorció.Actualment, a la ruta de la tecnologia de bomba dels làsers de fibra contínua d'alta potència, la tecnologia Pu de la bomba de 976 nm s'ha convertit en la solució tècnica principal.A més, en la tecnologia dels làsers de 10.000 watts, sempre hi ha hagut una batalla entre l'"amplificació de fibra d'un sol canal" i la "síntesi de feix multicanal".El mercat continua desenvolupant-se i factors integrals com la tecnologia, el cost i l'eficiència s'ha convertit en el factor central per a la selecció del mercat de làser de fibra industrial.Desglossem les dues vies tècniques.
Direcció de ruta amb tecnologia làser de 10.000 watts
1. Esquema de combinació de feix multicanal
Segons les diferents estructures del sistema, els làsers de fibra es poden dividir en: làsers de fibra d'estructura d'oscil·lador directe i làsers de fibra d'estructura d'amplificador de potència d'oscil·lador mestre (MOPA).El làser de fibra amb l'estructura d'oscil·lador directe és d'estructura senzilla i només conté un oscil·lador làser, i la xarxa selecciona i emet la longitud d'ona específica seleccionada.
Per a un làser de fibra amb una configuració d'oscil·lador directe, consisteix principalment en un parell de reixes (reflexió baixa + reflexió alta), una fibra de guany i diverses bombes.Diversos feixos de llum de bomba s'acoblen a una fibra de guany a través d'un combinador de feix, de manera que la fibra de guany es troba en un estat de distribució d'inversió del nombre de partícules, per tal de realitzar l'amplificació de la radiació estimulada de la llum i, finalment, seleccionar un longitud d'ona específica de la llum làser a través de la reixa de baixa reflexió per passar per la fibra de sortida.transmès a la capçalera de sortida.
▲ Làser de fibra basat en l'estructura d'oscil·lador directe
Segons els diferents mètodes de bombeig, es pot dividir en: bombeig cap endavant, bombeig invers i bombeig bidireccional.La direcció d'injecció de la llum de la bomba és la mateixa que la direcció de sortida del làser s'anomena bombeig cap endavant;la direcció d'injecció de la llum de la bomba és la mateixa que la direcció de sortida del làser oposada al bombeig cap endavant i invers;la llum de la bomba s'injecta des de les direccions cap endavant i cap enrere alhora.anomenat bombament bidireccional.Actualment, tant GW com IPG utilitzen l'esquema de bombeig bidireccional que es mostra a la figura anterior.
Actualment, un làser o mòdul de fibra amb una estructura d'oscil·lador directe principal té una potència d'uns 3KW i un làser de major potència es combina d'un mòdul a un altre, és a dir, la sortida de llum de diversos mòduls s'acobla mitjançant un combinador de feix. .en una fibra i després sortir.Per exemple, 12KW s'obté combinant quatre mòduls de 3KW.
▲ Làser de fibra d'alta potència amb esquema de síntesi de feix multicanal
2. Esquema d'amplificació de fibra monocanal
El làser de fibra amb estructura MOPA inclou un oscil·lador làser i una o més etapes d'amplificadors de fibra.La longitud d'ona seleccionada per la reixeta de l'oscil·lador s'utilitza com a llum de llavors, i la llum de llavors s'amplifica sota l'acció de l'amplificador multietapa, de manera que la potència de sortida es pot obtenir fins a un cert grau.millora.
Per a aquests làsers d'alta potència, l'augment de potència no s'aconsegueix augmentant el nombre de mòduls, sinó principalment mitjançant amplificadors de diverses etapes.Per exemple, s'obté 12KW mitjançant amplificació de 3 etapes.
▲ Esquema d'amplificació de fibra d'un sol canal basat en la configuració MOPA Làser de fibra d'alta potència
Els avantatges de la multiplexació de làsers de 10.000 watts
1.L'estructura de tota la màquina és senzilla i fàcil de mantenir
Com que el làser d'alta potència amplificat d'un sol canal només té un mòdul, la disposició interna de la llum, l'electricitat i l'aigua és més complicada.El seu sistema de control és relativament més complex, i l'oscil·lador i l'amplificador han de seguir una determinada relació de temporització quan s'encenen i s'apaguen: quan s'encén el làser, primer s'ha d'encendre l'oscil·lador i després l'amplificador s'ha d'encendre des del amplificador de primera etapa;L'amplificador de l'escenari comença i l'amplificador s'apaga pas a pas endavant.Una vegada que el temps està fora d'ordre, és molt probable que provoqui danys greus al làser.
L'esquema de síntesi multifeix adoptat pel làser GW, el control làser és relativament senzill, no hi ha cap problema de temporització, problemes de control del programa i no causarà danys a la màquina.En cas d'avaria del làser, les reparacions es poden dur a terme simplement eliminant el mòdul danyat i substituint-lo per un de nou.Per als clients, estalvia més temps de manteniment.
2. Forta capacitat de llum anti-retorn
A diferència dels oscil·ladors, no hi ha cap reixa als dos extrems de la fibra de guany de l'amplificador.La llum de retorn quan es processen materials d'alta reflexió o la llum inversa del post-amplificador és fàcil de tornar al preamplificador, cosa que interfereix amb el treball del preamplificador i fins i tot causa danys.Per tant, cal afegir mesures addicionals d'aïllament òptic.
L'esquema de síntesi multifeix del làser GW, cada mòdul només té un oscil·lador i no hi ha llum inversa;al mateix temps, el secret únic de la tecnologia làser GW - ABR anti-reflexió: un únic mòdul està equipat amb un dispositiu de detecció i eliminació de la llum de retorn de cinc nivells; sobre la base de l'antireflexió de cinc nivells d'un mòdul únic, cada mòdul està equipat amb un dispositiu de llum anti-retorn de primer nivell, que pot protegir eficaçment els components interns dels danys, garantir el funcionament estable del làser i tallar fàcilment or, plata, materials altament reflectants com ara coure i L'alumini és adequat per a diverses aplicacions de soldadura.
3. El bombeig bidireccional millora l'estabilitat del sistema
➢Suprimeix el soroll làser
Per al bombeig cap endavant i invers, la llum de la bomba s'injecta a la fibra dopada amb iterbi des d'un extrem, i la llum de la bomba és més forta a l'extrem d'entrada de la fibra dopada amb iterbi, de manera que l'excitació d'inversió de partícules també és forta, però a causa de el factor d'absorció, la llum de bombeig és forta.La llum s'atenuarà al llarg de la longitud de la fibra de manera que s'assoleixi la saturació del guany a una certa longitud de fibra i el soroll augmenta.El bombeig bidireccional pot fer que la llum de la bomba es distribueixi uniformement a la fibra, de manera que el guany també es distribueixi uniformement a la fibra, de manera que es redueixi el soroll.
➢Alleujar la pressió d'un sol extrem
L'energia lumínica de la bomba excessiva s'acobla a la fibra de guany i la secció inicial de la fibra de guany absorbeix molt la llum de la bomba, de manera que la temperatura de la fibra és la més alta a la secció inicial i el punt de fusió de la fibra té la pressió més gran.El bombeig de doble extrem pot fer que els dos punts de fusió dels dos costats de la fibra de guany comparteixin la pressió, fent que el sistema funcioni de manera més estable.
➢Augmentar el llindar d'inestabilitat del mode
La inestabilitat del mode està relacionada amb la càrrega tèrmica de la fibra de guany.Després d'adoptar el mètode de bombeig de doble extrem, la distribució de la temperatura de la fibra de guany es pot fer més uniforme, l'efecte tèrmic es debilita i el valor llindar de la inestabilitat del mode augmenta.4
.L'esquema de bombeig de 976 nm té avantatges evidents
▶ Major taxa de conversió
La fibra dopada amb iterbi té dos pics d'absorció forts a 915 nm i 976 nm, de manera que la banda de llum de la bomba normalment seleccionada per al làser de fibra dopada amb iterbi és de 915 nm o 975 nm.Entre ells, el pic d'absorció a 975 nm és més alt, que és aproximadament 3 vegades el de 915 nm, de manera que el làser de 1070 nm amb la mateixa potència consumeix només un terç de la llum de la bomba de 915 nm.La llum de la bomba es converteix en energia elèctrica, el que significa que l'ús d'una font de bomba de 976 nm consumeix menys energia elèctrica i és més eficient i estalvia energia.
▶ Menys efectes no lineals
En el làser de fibra contínua d'una sola freqüència, hi ha alguns efectes no lineals, com ara la dispersió Brillouin estimulada, la dispersió Raman estimulada i l'efecte Kerr òptic, que degradarà la qualitat del feix.Beneficiant-se del pic d'absorció més alt a 976 nm, la fibra de guany es pot escurçar sota la premissa de la mateixa eficiència d'absorció, i reduir la longitud de la fibra ajuda a evitar la supressió dels efectes no lineals.
Epíleg
GW Laser (GW) es basa en la tecnologia de bomba de 976 nm i l'esquema de síntesi de feix multicanal com a línia principal, i es compromet a millorar el nivell de potència i la qualitat del feix dels làsers de 10.000 watts;al mateix temps, també presta atenció a la millora de la qualitat i l'estabilitat dels productes, reduint les taxes de fallada del producte i la complexitat de la gestió de fallades.En el futur, continuarem oferint als clients làsers de fibra d'alta qualitat i un fort suport tècnic.
Hora de publicació: 21-mar-2022