ב-2021, סין תהיה הכלכלה הגדולה היחידה בעולם שתתאושש במהירות מהמגיפה של 2020.הערך המוסף של ענפים מעל הגודל המיועד בשנה כולה יגדל ב-9.6% לעומת השנה הקודמת, מתוכם הערך המוסף של ייצור הייטק וייצור ציוד יגדל בהתאמה.18.2%, 12.9%.בפרט, תעשיית הלייזר בסין התפתחה במהירות בשנים האחרונות, והיקף שרשרת תעשיית הלייזר גדל במהירות.בשנת 2020, סך ההכנסות ממכירות של ציוד לייזר (כולל יבוא) בתחומי התעשייה, המידע, המסחר, הרפואה והמחקר המדעי יעמוד על 69.2 מיליארד יואן, עלייה משנה לשנה לעומת 2019. עלייה של 5.2 נקודות אחוז.עם המשך השגשוג של תעשיות פוטו-וולטאיות, סוללות חשמל, רכב ותעשיות אחרות, הכנסות המכירות הכוללות של שוק ציוד הלייזר בסין יגדלו ב-15.6% משנה לשנה בשנת 2021, ויגיעו ל-80 מיליארד יואן.
▲2010-2021 שוק ציוד הלייזר בסין
במקביל, גם הטכנולוגיה של הלייזר חוזרת במהירות.ראשית, טכנולוגיית המשאבה הופכת מפתרון 915nm עם אזור בקרת טמפרטורה רחב יותר לפתרון 976nm עם יעילות ספיגה גבוהה יותר.נכון לעכשיו, במסלול טכנולוגיית המשאבה של לייזרים סיבים רציפים בעלי הספק גבוה, טכנולוגיית משאבת Pu 976nm הפכה לפתרון הטכני המרכזי.בנוסף, בטכנולוגיה של לייזרים של 10,000 וואט, תמיד היה קרב בין "הגברת סיבים חד-ערוציים" ל"סינתזת אלומה רב-ערוצית".השוק ממשיך להתפתח, וגורמים מקיפים כמו טכנולוגיה, עלות ויעילות הוא הפך לגורם הליבה לבחירת שוק הלייזר הסיבים התעשייתיים.בואו נפרק את שני המסלולים הטכניים.
כיוון מסלול טכנולוגיית לייזר של 10,000 וואט
1. ערכת שילוב קרן רב-ערוצית
על פי מבני מערכת שונים, ניתן לחלק לייזרים סיבים ל: לייזרים סיבים במבנה מתנד ישיר וללייזרי סיבים במבנה מתנד ראשי (MOPA).לייזר הסיבים עם מבנה המתנד הישיר הוא פשוט במבנה ומכיל רק מתנד לייזר, והסורג בוחר ומוציא את אורך הגל הספציפי שנבחר.
עבור לייזר סיב עם תצורת מתנד ישיר, הוא מורכב בעיקר מזוג רשתות (השתקפות נמוכה + השתקפות גבוהה), סיב רווח ומספר משאבות.קרני אור מרובות של משאבה מחוברות לסיב רווח באמצעות משלב אלומה, כך שסיבי הרווח נמצא במצב של חלוקת היפוך של מספר החלקיקים, כדי לממש את הגברת הקרינה המגורה של האור, ולבסוף לבחור ב אורך גל ספציפי של אור לייזר דרך רשת ההשתקפות הנמוכה כדי לעבור דרך סיב הפלט.מועבר לכותרת הפלט.
▲ לייזר סיבים מבוסס על מבנה מתנד ישיר
לפי שיטות שאיבה שונות ניתן לחלק אותה ל: שאיבה קדימה, שאיבה הפוכה ושאיבה דו-כיוונית.כיוון הזרקת אור המשאבה זהה לכיוון פלט הלייזר נקרא שאיבה קדימה;כיוון הזרקת אור המשאבה זהה לכיוון פלט הלייזר המנוגד לשאיבה קדימה ואחורה;אור המשאבה מוזרק מהכיוון קדימה ואחורה בו זמנית.נקרא שאיבה דו כיוונית.נכון לעכשיו, גם GW וגם IPG משתמשים בתוכנית השאיבה הדו-כיוונית המוצגת באיור שלמעלה.
כיום, לייזר סיב או מודול עם מבנה מתנד ישיר מיינסטרים יש הספק של כ-3KW, ולייזר בעל הספק גבוה יותר משולב ממודול אחד למשנהו, כלומר, פלט האור ממספר מודולים מקושר באמצעות משלב אלומות .לתוך סיב ואז פלט.לדוגמה, 12KW מתקבל על ידי שילוב של ארבעה מודולים של 3KW.
▲ לייזר סיב בעל הספק גבוה עם ערכת סינתזת אלומה רב-ערוצית
2. ערכת הגברת סיבים חד ערוצית
לייזר הסיבים עם מבנה MOPA כולל מתנד לייזר ושלב אחד או יותר של מגברי סיבים.אורך הגל שנבחר על ידי הסורג במתנד משמש כאור הזרע, ואור הזרע מוגבר בפעולת המגבר הרב-שלבי, כך שניתן להשיג את הספק המוצא במידה מסוימת.הַשׁבָּחָה.
עבור לייזרים בעלי הספק גבוה כאלה, הגדלת ההספק לא מושגת על ידי הגדלת מספר המודולים, אלא בעיקר על ידי מגברים רב שלבים.לדוגמה, 12KW מתקבל באמצעות הגברה בת 3 שלבים.
▲ ערכת הגברת סיבים חד-ערוצית מבוססת על תצורת MOPA לייזר סיב בעל הספק גבוה
היתרונות של ריבוי לייזרים של 10,000 וואט
1. המבנה של כל המכונה הוא פשוט וקל לתחזוקה
מכיוון שללייזר בעל הספק גבוה מוגבר חד-ערוץ יש רק מודול אחד, הסידור הפנימי של אור, חשמל ומים מסובך יותר.מערכת הבקרה שלו מורכבת יותר יחסית, והמתנד והמגבר צריכים לעקוב אחר יחסי תזמון מסוימים בעת הפעלה וכיבוי: בעת הפעלת הלייזר, יש להפעיל את המתנד תחילה, ולאחר מכן להפעיל את המגבר מהמכשיר. מגבר שלב ראשון;מגבר הבמה מתחיל, והמגבר נכבה צעד אחר צעד קדימה.ברגע שהתזמון לא תקין, סביר מאוד שזה יגרום לנזק רציני ללייזר.
ערכת הסינתזה מרובת האלומות שאומצה על ידי GW לייזר, בקרת הלייזר פשוטה יחסית, אין בעיית תזמון, בעיות בקרת תוכנה, ולא תגרום נזק למכונה.במקרה של כשל בלייזר, ניתן לבצע תיקונים פשוט על ידי הסרת המודול הפגום והחלפתו בחדש.עבור לקוחות, זה חוסך יותר זמן תחזוקה.
2. יכולת חזקה נגד החזרת אור
בשונה מתנדים, אין רשת בשני הקצוות של סיב ה-gain של המגבר.את האור ההחזרה בעת עיבוד חומרים בעלי השתקפות גבוהה או את האור ההפוכה של הפוסט-מגבר קל להחזיר לקדם-מגבר, מה שמפריע לעבודת הקדם-מגבר ואף גורם לנזק.לכן, יש צורך להוסיף אמצעי בידוד אופטי נוספים.
ערכת סינתזה רב-אלומות של GW לייזר, לכל מודול יש רק מתנד אחד, ואין אור הפוך;יחד עם זאת, הסוד הייחודי של לייזר GW - טכנולוגיית ABR אנטי-השתקפות גבוהה: מודול יחיד מצויד במכשיר לזיהוי והפשטת אור חוזר בחמש רמות; על בסיס חמש רמות אנטי-השתקפות של א. מודול יחיד, כל מודול מצויד במכשיר אנטי-חזרה אור ברמה ראשונה, שיכול להגן ביעילות על הרכיבים הפנימיים מפני נזק, להבטיח את פעולתו היציבה של הלייזר, ולחתוך בקלות זהב, כסף, חומרים מחזירי אור כמו נחושת ו אלומיניום מתאימים ליישומי ריתוך שונים.
3. שאיבה דו כיוונית משפרת את יציבות המערכת
➢ דיכוי רעשי לייזר
לשאיבה קדימה ואחורה, אור המשאבה מוזרק לסיב המסומם באיטרביום מקצה אחד, ואור המשאבה חזק יותר בקצה הכניסה של הסיב המסומם באיטרביום, כך שגם עירור היפוך החלקיקים חזק, אך בשל גורם הקליטה, אור השאיבה חזק.האור יוחלש לאורך הסיב כך שמגיעים לרווית רווח באורך סיב מסוים והרעש גדל.שאיבה דו-כיוונית יכולה לגרום למשאבה לפזר את האור באופן שווה בסיב, כך שגם הרווח יתפזר באופן שווה בסיב, כך שהרעש מופחת.
➢הקל על לחץ חד-קצה
אנרגיית אור משאבה מוגזמת מחוברת לסיב הרווח, והקטע הראשוני של סיב הרווח סופג את אור המשאבה הרבה, כך שטמפרטורת הסיבים היא הגבוהה ביותר בקטע הראשוני, ונקודת ההתכה של הסיבים נושאת את הלחץ הגדול ביותר.שאיבה כפולה יכולה לגרום לשתי נקודות ההתכה משני הצדדים של סיב הרווח לחלוק את הלחץ, מה שגורם למערכת לפעול בצורה יציבה יותר.
➢הגדל את סף אי יציבות המצב
אי יציבות מצב קשורה לעומס התרמי של סיב הרווח.לאחר אימוץ שיטת השאיבה הכפולה, ניתן להפוך את חלוקת הטמפרטורה של סיב הרווח לאחידה יותר, האפקט התרמי נחלש, וערך הסף של אי יציבות המצב גדל.4
.לתכנית שאיבה של 976 ננומטר יש יתרונות ברורים
▶ שיעור המרה גבוה יותר
לסיב המסומם באיטרביום יש שני שיאי ספיגה חזקים ב-915nm ו-976nm, כך שרצועת האור המשאבה שנבחרה בדרך כלל ללייזר סיבים עם איטרביום היא 915nm או 975nm.ביניהם, שיא הקליטה ב-975nm גבוה יותר, שהוא בערך פי 3 מזה של 915nm, כך שהלייזר 1070nm עם אותו הספק צורך רק שליש מאור המשאבה של 915nm.אור המשאבה מומר מאנרגיה חשמלית, מה שאומר ששימוש במקור משאבה 976nm צורך פחות אנרגיה חשמלית והוא יעיל יותר וחסכון באנרגיה.
▶הורד אפקטים לא ליניאריים
בלייזר סיבים חד-תדר רציף, יש כמה השפעות לא ליניאריות, כגון פיזור ברילואין מגורה, פיזור ראמאן מגורה ואפקט Kerr אופטי, שידרדר את איכות האלומה.נהנה משיא הספיגה הגבוה ב-976 ננומטר, ניתן להפוך את סיב הרווח לקצר יותר בהנחה של אותה יעילות ספיגה, והקטנת אורך הסיבים עוזרת להימנע מדיכוי השפעות לא ליניאריות.
אֶפִּילוֹג
GW Laser (GW) מבוסס על טכנולוגיית משאבת 976 ננומטר ותוכנית סינתזת אלומה רב-ערוצית כקו הראשי, והוא מחויב לשיפור רמת ההספק ואיכות האלומה של לייזרים של 10,000 וואט;במקביל, היא גם שמה לב לשיפור האיכות והיציבות של המוצרים, הפחתת שיעורי התקלות במוצר ומורכבות הטיפול בתקלות.בעתיד, נמשיך לספק ללקוחות לייזרים סיבים איכותיים ותמיכה טכנית חזקה.
זמן פרסום: 21-3-2022