V roce 2021 bude Čína jedinou velkou ekonomikou na světě, která se rychle zotaví z epidemie v roce 2020.Přidaná hodnota odvětví nad určenou velikost za celý rok vzroste oproti předchozímu roku o 9,6 %, z toho se zvýší přidaná hodnota u high-tech výroby a výroby zařízení.18,2 %, 12,9 %.Zejména čínský laserový průmysl se v posledních letech rychle rozvíjel a rozsah řetězce laserového průmyslu rychle vzrostl.V roce 2020 bude celkový výnos z prodeje laserových zařízení (včetně dovozu) v oblasti průmyslu, informací, obchodu, medicíny a vědeckého výzkumu činit 69,2 miliard juanů, což představuje meziroční nárůst oproti roku 2019. až o 5,2 procentního bodu.S pokračující prosperitou fotovoltaiky, energetických baterií, automobilového průmyslu a dalších průmyslových odvětví se celkové tržby z prodeje čínského trhu s laserovými zařízeními v roce 2021 meziročně zvýší o 15,6 % a dosáhnou 80 miliard juanů.
▲2010-2021 Čínský trh s laserovými zařízeními
Současně se také rychle iteruje technologie laseru.Za prvé, technologie čerpadla se transformuje z 915nm řešení s širší oblastí regulace teploty na 976nm řešení s vyšší účinností absorpce.V současné době se na cestě čerpací technologie vysokovýkonných kontinuálních vláknových laserů stala 976nm čerpací Pu technologie hlavním technickým řešením.Navíc v technologii 10 000 wattových laserů vždy probíhal boj mezi „jednokanálovým vláknovým zesílením“ a „vícekanálovou syntézou paprsku“.Trh se nadále vyvíjí a komplexní faktory, jako jsou technologie, náklady a efektivita, se staly klíčovým faktorem pro výběr trhu s průmyslovými vláknovými lasery.Pojďme si rozebrat dvě technické cesty.
Směr trasy laserové technologie 10 000 wattů
1. Schéma vícekanálové kombinace paprsků
Podle různých systémových struktur lze vláknové lasery rozdělit na: vláknové lasery se strukturou přímého oscilátoru a vláknové lasery se strukturou hlavního oscilátoru výkonového zesilovače (MOPA).Vláknový laser se strukturou přímého oscilátoru má jednoduchou strukturu a obsahuje pouze laserový oscilátor a mřížka vybírá a vydává zvolenou specifickou vlnovou délku.
U vláknového laseru s konfigurací přímého oscilátoru se skládá hlavně z dvojice mřížek (nízký odraz + vysoký odraz), zesilovacího vlákna a několika čerpadel.Více paprsků světla pumpy je spojeno do ziskového vlákna přes slučovač paprsků, takže ziskové vlákno je ve stavu inverzního rozložení počtu částic, aby se realizovalo zesílení stimulovaného záření světla, a nakonec se zvolí měrná vlnová délka laserového světla přes mřížku s nízkým odrazem pro průchod výstupním vláknem.přenášené do výstupní hlavičky.
▲ Vláknový laser založený na struktuře přímého oscilátoru
Podle různých způsobů čerpání je lze rozdělit na: dopředné čerpání, zpětné čerpání a obousměrné čerpání.Směr vstřikování světla čerpadla je stejný jako směr výstupu laseru se nazývá dopředné čerpání;směr vstřikování světla čerpadla je stejný jako směr výstupu laseru opačný k čerpání vpřed a vzad;světlo pumpy je vstřikováno z dopředného a zpětného směru současně.tzv. obousměrné čerpání.V současnosti GW i IPG využívají obousměrné čerpací schéma znázorněné na obrázku výše.
V současné době má vláknový laser nebo modul s hlavní strukturou přímého oscilátoru výkon asi 3 kW a laser s vyšším výkonem je kombinován z jednoho modulu do druhého, to znamená, že světelný výstup z více modulů je spojen přes slučovač paprsků. .do vlákna a poté výstup.Například 12KW se získá kombinací čtyř 3KW modulů.
▲ Vysoce výkonný vláknový laser s vícekanálovým schématem syntézy paprsku
2. Jednokanálové schéma zesílení vlákna
Vláknový laser se strukturou MOPA obsahuje laserový oscilátor a jeden nebo více stupňů vláknových zesilovačů.Vlnová délka zvolená mřížkou v oscilátoru se používá jako zárodečné světlo a zárodečné světlo je zesíleno působením vícestupňového zesilovače, takže lze do určité míry získat výstupní výkon.zlepšení.
U takto výkonných laserů se zvýšení výkonu nedosahuje zvýšením počtu modulů, ale především vícestupňovými zesilovači.Například 12 kW se získá prostřednictvím 3-stupňového zesílení.
▲ Jednokanálové schéma vláknového zesílení založené na konfiguraci MOPA Vysokovýkonný vláknový laser
Výhody multiplexování 10 000 wattových laserů
1.Struktura celého stroje je jednoduchá a snadno se udržuje
Protože jednokanálový zesílený vysokovýkonný laser má pouze jeden modul, je vnitřní uspořádání světla, elektřiny a vody složitější.Jeho řídicí systém je relativně složitější a oscilátor a zesilovač musí při zapínání a vypínání dodržovat určitý časový vztah: při zapínání laseru by se měl nejprve zapnout oscilátor a poté by měl být zesilovač zapnut z zesilovač prvního stupně;Stupňový zesilovač se spustí a zesilovač se krok za krokem vpřed vypíná.Jakmile je časování mimo provoz, je velmi pravděpodobné, že způsobí vážné poškození laseru.
Schéma vícepaprskové syntézy přijaté laserem GW, laserové ovládání je relativně jednoduché, neexistuje žádný problém s načasováním, problémy s řízením programu a nezpůsobí poškození stroje.V případě poruchy laseru lze opravu provést jednoduše odstraněním poškozeného modulu a jeho nahrazením novým.Zákazníkům to ušetří více času na údržbu.
2. Silná schopnost světla proti návratu
Na rozdíl od oscilátorů není na obou koncích ziskového vlákna zesilovače žádná mřížka.Zpětné světlo při zpracování vysoce reflexních materiálů nebo zpětné světlo post-zesilovače se snadno vrátí do předzesilovače, což narušuje práci předzesilovače a dokonce způsobuje poškození.Proto je nutné přidat další optická izolační opatření.
Schéma vícepaprskové syntézy laseru GW, každý modul má pouze jeden oscilátor a není zde žádné zpětné světlo;zároveň unikátní tajemství GW laseru – technologie ABR anti-high-reflection: jediný modul je vybaven pětiúrovňovým zařízením pro detekci a odizolování zpětného světla; na základě pětiúrovňové antireflexe jeden modul, každý modul je vybaven prvotřídním protizpětným světelným zařízením, které může účinně chránit vnitřní součásti před poškozením, zajistit stabilní provoz laseru a snadno řezat zlato, stříbro, vysoce reflexní materiály, jako je měď a hliník jsou vhodné pro různé svařovací aplikace.
3. Obousměrné čerpání zlepšuje stabilitu systému
➢Potlačit laserový šum
Pro dopředné a zpětné čerpání je světlo pumpy vstřikováno do vlákna dotovaného ytterbiem z jednoho konce a světlo pumpy je silnější na vstupním konci vlákna dotovaného ytterbiem, takže excitace inverze částic je také silná, ale kvůli absorpční faktor, čerpací světlo je silné.Světlo bude zeslabeno podél délky vlákna, takže při určité délce vlákna se dosáhne nasycení zisku a zvýší se šum.Obousměrné čerpání může způsobit, že světlo pumpy bude rovnoměrně rozloženo ve vláknu, takže zisk je také rovnoměrně rozložen ve vláknu, takže se sníží hluk.
➢Uvolněte tlak na jednom konci
Nadměrná světelná energie čerpadla je spojena se ziskovým vláknem a počáteční část ziskového vlákna hodně absorbuje světlo čerpadla, takže teplota vlákna je nejvyšší v počáteční části a bod tání vlákna nese největší tlak.Dvojité čerpání může způsobit, že dva body tání na obou stranách ziskového vlákna sdílejí tlak, díky čemuž systém běží stabilněji.
➢Zvyšte práh nestability režimu
Nestabilita režimu souvisí s tepelným zatížením ziskového vlákna.Po přijetí metody čerpání na obou koncích může být distribuce teploty zesíleného vlákna rovnoměrnější, tepelný efekt je oslaben a prahová hodnota nestability režimu se zvyšuje.4
.976nm čerpací schéma má zjevné výhody
▶ Vyšší konverzní poměr
Vlákno dopované ytterbiem má dva silné absorpční píky při 915nm a 976nm, takže světelný pás čerpadla obvykle vybraný pro vláknitý laser dopovaný ytterbiem je 915nm nebo 975nm.Mezi nimi je absorpční vrchol při 975nm vyšší, což je asi 3krát více než 915nm, takže 1070nm laser se stejným výkonem spotřebuje pouze jednu třetinu světla 915nm pumpy.Světlo čerpadla se přeměňuje z elektrické energie, což znamená, že použití 976nm zdroje čerpadla spotřebuje méně elektrické energie a je účinnější a energeticky úspornější.
▶Snižte nelineární efekty
V kontinuálním jednofrekvenčním vláknovém laseru existují některé nelineární efekty, jako je stimulovaný Brillouinův rozptyl, stimulovaný Ramanův rozptyl a optický Kerrův efekt, které zhoršují kvalitu paprsku.Díky vyšší absorpční špičce při 976 nm může být ziskové vlákno kratší za předpokladu stejné absorpční účinnosti a zkrácení délky vlákna pomáhá vyhnout se potlačení nelineárních efektů.
Epilog
GW Laser (GW) je založen na 976nm čerpací technologii a schématu vícekanálové syntézy paprsku jako hlavní linie a je odhodlán zlepšit úroveň výkonu a kvalitu paprsku 10 000-wattových laserů;zároveň věnuje pozornost i zlepšování kvality a stability výrobků, snižování poruchovosti výrobků a složitosti řešení poruch.I v budoucnu budeme zákazníkům poskytovat vysoce kvalitní vláknové lasery a silnou technickou podporu.
Čas odeslání: 21. března 2022