I 2021 vil Kina være den eneste store økonomi i verden, der hurtigt kommer sig efter 2020-epidemien.Merværdien af industrier over den angivne størrelse i hele året vil stige med 9,6 % i forhold til det foregående år, hvoraf værditilvæksten fra højteknologisk fremstilling og udstyrsfremstilling vil stige hhv.18,2 %, 12,9 %.Især Kinas laserindustri har udviklet sig hurtigt i de seneste år, og omfanget af laserindustriens kæde er steget hurtigt.I 2020 vil den samlede salgsindtægt for laserudstyr (inklusive import) inden for industri, information, handel, medicin og videnskabelig forskning være 69,2 milliarder yuan, en år-til-år-stigning i forhold til 2019. en stigning på 5,2 procentpoint.Med den fortsatte velstand inden for solcelle-, strømbatteri-, bil- og andre industrier vil den samlede salgsindtægt på Kinas laserudstyrsmarked stige med 15,6% år-til-år i 2021 og nå 80 milliarder yuan.
▲2010-2021 Kinas marked for laserudstyr
Samtidig itererer laserens teknologi også hurtigt.Først transformeres pumpeteknologien fra 915nm-løsningen med et bredere temperaturkontrolområde til 976nm-løsningen med højere absorptionseffektivitet.I øjeblikket er 976nm pumpe Pu-teknologien blevet den almindelige tekniske løsning på pumpeteknologiens rute for højeffekts kontinuerlige fiberlasere.Derudover har der i teknologien med 10.000-watt lasere altid været en kamp mellem "enkeltkanals fiberforstærkning" og "multi-kanals strålesyntese".Markedet fortsætter med at udvikle sig, og omfattende faktorer som teknologi, omkostninger og effektivitet er blevet kernefaktoren for valget af det industrielle fiberlasermarked.Lad os opdele de to tekniske ruter.
10.000 watt laserteknologi ruteretning
1. Flerkanals strålekombinationsskema
Ifølge forskellige systemstrukturer kan fiberlasere opdeles i: direkte oscillatorstrukturfiberlasere og master oscillatoreffektforstærker (MOPA) strukturfiberlasere.Fiberlaseren med den direkte oscillatorstruktur er enkel i opbygningen og indeholder kun en laseroscillator, og gitteret vælger og udsender den valgte specifikke bølgelængde.
For en fiberlaser med en direkte oscillatorkonfiguration består den hovedsageligt af et par gitre (lav refleksion + høj refleksion), en forstærkningsfiber og flere pumper.Flere stråler af pumpelys kobles til en forstærkningsfiber gennem en strålekombiner, således at forstærkningsfiberen er i en tilstand af inversionsfordeling af antallet af partikler, for at realisere den stimulerede strålingsforstærkning af lyset, og til sidst vælges en specifik bølgelængde af laserlys gennem lavreflektionsgitteret for at passere gennem outputfiberen.overføres til output-headeren.
▲ Fiberlaser baseret på direkte oscillatorstruktur
Ifølge forskellige pumpemetoder kan den opdeles i: fremadgående pumpning, omvendt pumpning og tovejspumpning.Pumpens lysindsprøjtningsretning er den samme som laseroutputretningen kaldes fremadgående pumpning;pumpelysindsprøjtningsretningen er den samme som laserudgangsretningen modsat fremad- og bagudpumpningen;pumpelyset injiceres fra fremadgående og bagudgående retning på samme tid.kaldet tovejspumpning.På nuværende tidspunkt bruger både GW og IPG det tovejspumpeskema vist i figuren ovenfor.
På nuværende tidspunkt har en fiberlaser eller et modul med en almindelig direkte oscillatorstruktur en effekt på omkring 3KW, og en laser med højere effekt kombineres fra et modul til et andet, det vil sige, at lysoutputtet fra flere moduler kobles gennem en strålekombinerer .ind i en fiber og derefter output.For eksempel opnås 12KW ved at kombinere fire 3KW-moduler.
▲ Højeffektfiberlaser med flerkanals strålesynteseskema
2. Enkeltkanals fiberforstærkningsskema
Fiberlaseren med MOPA-struktur inkluderer en laseroscillator og et eller flere trin af fiberforstærkere.Bølgelængden valgt af gitteret i oscillatoren bruges som frølys, og frølyset forstærkes under påvirkning af flertrinsforstærkeren, så udgangseffekten kan opnås til en vis grad.forbedring.
For sådanne højeffektlasere opnås effektforøgelsen ikke ved at øge antallet af moduler, men primært ved flertrinsforstærkere.For eksempel opnås 12KW gennem 3-trins forstærkning.
▲ Enkeltkanals fiberforstærkningsskema baseret på MOPA-konfiguration Højeffektfiberlaser
Fordelene ved at multiplekse 10.000 watt lasere
1. Strukturen af hele maskinen er enkel og nem at vedligeholde
Da den enkeltkanals forstærkede højeffektlaser kun har et modul, er det interne arrangement af lys, elektricitet og vand mere kompliceret.Dets kontrolsystem er relativt mere komplekst, og oscillatoren og forstærkeren skal følge et bestemt timingforhold, når de tændes og slukkes: Når laseren tændes, skal oscillatoren først tændes, og derefter skal forstærkeren tændes fra første trins forstærker;Sceneforstærkeren starter, og forstærkeren slukkes trin for trin fremad.Når først timingen er ude af drift, er det meget sandsynligt, at det forårsager alvorlig skade på laseren.
Flerstrålesynteseskemaet, der er vedtaget af GW-laser, laserstyring er relativt simpelt, der er intet timingproblem, programstyringsproblemer og vil ikke forårsage skade på maskinen.I tilfælde af laserfejl kan reparationer udføres ved blot at fjerne det beskadigede modul og udskifte det med et nyt.For kunderne sparer det mere vedligeholdelsestid.
2. Stærk anti-retur lys evne
Til forskel fra oscillatorer er der ingen gitter i begge ender af forstærkerens forstærkningsfiber.Returlyset ved bearbejdning af højreflekterende materialer eller baglys fra efterforstærkeren er let at returnere til forforstærkeren, hvilket forstyrrer forforstærkerens arbejde og endda forårsager skade.Derfor er det nødvendigt at tilføje yderligere optiske isolationsforanstaltninger.
GW-laserens multistrålesynteseskema, hvert modul har kun én oscillator, og der er intet baglæns lys;på samme tid, den unikke hemmelighed bag GW-laser - ABR anti-højrefleksteknologi: et enkelt modul er udstyret med en anordning til detektering og stripning af returlys i fem niveauer; På basis af fem-niveaus anti-refleksion af en enkelt modul, hvert modul er udstyret med en første-niveau anti-retur lys enhed, som effektivt kan beskytte de interne komponenter mod beskadigelse, sikre stabil drift af laseren og let skære guld, sølv, højreflekterende materialer såsom kobber og aluminium er velegnet til forskellige svejseapplikationer.
3. Tovejspumpning forbedrer systemets stabilitet
➢ Undertrykk laserstøj
Ved frem- og tilbagepumpning sprøjtes pumpelyset ind i den ytterbium-doterede fiber fra den ene ende, og pumpelyset er stærkere i input-enden af den ytterbium-doterede fiber, så partikelinversionsexcitationen er også stærk, men pga. absorptionsfaktoren, pumpelyset er stærkt.Lyset vil blive dæmpet langs fiberens længde, så forstærkningsmætning opnås ved en vis fiberlængde, og støjen øges.Tovejspumpning kan få pumpen til at lyse jævnt fordelt i fiberen, så forstærkningen også fordeles jævnt i fiberen, så støjen reduceres.
➢Aflast enkelt-endet tryk
Overdreven pumpelysenergi kobles ind i forstærkningsfiberen, og den indledende sektion af forstærkningsfiberen absorberer pumpelyset meget, så fibertemperaturen er den højeste i den indledende sektion, og fibersmeltepunktet bærer det største tryk.Dobbelt-ende pumpning kan få de to smeltepunkter på begge sider af forstærkningsfiberen til at dele trykket, hvilket får systemet til at køre mere stabilt.
➢Forøg tærsklen for tilstandsustabilitet
Modus-ustabilitet er relateret til den termiske belastning af forstærkningsfiberen.Efter at dobbelt-ende pumpemetoden er vedtaget, kan temperaturfordelingen af forstærkningsfiberen gøres mere ensartet, den termiske effekt svækkes, og tærskelværdien for tilstandsustabilitet øges.4
.976nm pumpeskema har indlysende fordele
▶ Højere konverteringsrate
Ytterbium-doteret fiber har to stærke absorptionstoppe ved 915nm og 976nm, så pumpelysbåndet, der normalt vælges til ytterbium-doteret fiberlaser, er 915nm eller 975nm.Blandt dem er absorptionstoppen ved 975nm højere, hvilket er omkring 3 gange så stor som 915nm, så 1070nm-laseren med den samme effekt forbruger kun en tredjedel af 915nm-pumpelyset.Pumpelyset omdannes fra elektrisk energi, hvilket betyder, at brug af en 976nm pumpekilde forbruger mindre elektrisk energi og er mere effektiv og energibesparende.
▶ Lavere ikke-lineære effekter
I den kontinuerlige enkeltfrekvensfiberlaser er der nogle ikke-lineære effekter, såsom stimuleret Brillouin-spredning, stimuleret Raman-spredning og optisk Kerr-effekt, som vil forringe strålekvaliteten.Ved at drage fordel af den højere absorptionstoppe ved 976 nm kan forstærkningsfiberen gøres kortere under forudsætning af den samme absorptionseffektivitet, og reduktion af fiberlængden hjælper med at undgå at undertrykke ikke-lineære effekter.
Epilog
GW Laser (GW) er baseret på 976nm pumpeteknologi og flerkanals strålesynteseskema som hovedlinjen og er forpligtet til at forbedre effektniveauet og strålekvaliteten af 10.000-watt lasere;samtidig er den også opmærksom på at forbedre kvaliteten og stabiliteten af produkter, reducere antallet af produktfejl og kompleksiteten af håndteringsfejl.I fremtiden vil vi fortsætte med at give kunderne fiberlasere af høj kvalitet og stærk teknisk support.
Indlægstid: 21. marts 2022