In 2021 zal China de enige grote economie ter wereld zijn die zich snel herstelt van de epidemie van 2020.De toegevoegde waarde van bedrijfstakken boven de aangegeven omvang zal in het hele jaar met 9,6% toenemen ten opzichte van het voorgaande jaar, waarvan respectievelijk de toegevoegde waarde van de hightech maakindustrie en de apparatenbouw toeneemt.18,2%, 12,9%.Met name de Chinese laserindustrie heeft zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld en de schaal van de laserindustrieketen is snel toegenomen.In 2020 zullen de totale verkoopopbrengsten van laserapparatuur (inclusief import) op het gebied van industrie, informatie, handel, geneeskunde en wetenschappelijk onderzoek 69,2 miljard yuan bedragen, een jaar-op-jaar stijging ten opzichte van 2019. een stijging van 5,2 procentpunten.Met de aanhoudende welvaart van fotovoltaïsche, batterij-, auto- en andere industrieën, zal de totale omzet van de Chinese markt voor laserapparatuur in 2021 met 15,6% op jaarbasis stijgen tot 80 miljard yuan.
▲2010-2021 China's markt voor laserapparatuur
Tegelijkertijd itereert ook de technologie van de laser snel.Eerst wordt de pomptechnologie getransformeerd van de 915nm-oplossing met een breder temperatuurregelgebied naar de 976nm-oplossing met een hogere absorptie-efficiëntie.Momenteel is de 976nm-pomp-Pu-technologie op de pomptechnologieroute van krachtige continue vezellasers de reguliere technische oplossing geworden.Bovendien is er in de technologie van lasers van 10.000 watt altijd een strijd geweest tussen "enkelkanaals vezelversterking" en "meerkanaals bundelsynthese".De markt blijft zich ontwikkelen en uitgebreide factoren zoals technologie, kosten en efficiëntie zijn de kernfactor geworden voor de selectie van de industriële fiberlasermarkt.Laten we de twee technische routes opsplitsen.
10.000 watt lasertechnologie routerichting
1. Combinatieschema met meerdere kanalen
Volgens verschillende systeemstructuren kunnen fiberlasers worden onderverdeeld in: fiberlasers met directe oscillatorstructuur en fiberlasers met master-oscillator-vermogensversterker (MOPA).De fiberlaser met de directe oscillatorstructuur is eenvoudig van structuur en bevat alleen een laseroscillator, en het rooster selecteert en voert de geselecteerde specifieke golflengte uit.
Voor een fiberlaser met een directe oscillatorconfiguratie bestaat deze voornamelijk uit een paar roosters (lage reflectie + hoge reflectie), een versterkingsvezel en verschillende pompen.Meerdere bundels pomplicht worden via een bundelcombinator in een versterkingsvezel gekoppeld, zodat de versterkingsvezel zich in een staat van inversieverdeling van het aantal deeltjes bevindt, om de gestimuleerde stralingsversterking van het licht te realiseren en uiteindelijk een specifieke golflengte van laserlicht door het rooster met lage reflectie om door de uitvoervezel te gaan.verzonden naar de uitvoerheader.
▲ Vezellaser op basis van directe oscillatorstructuur
Volgens verschillende pompmethoden kan het worden onderverdeeld in: vooruit pompen, achteruit pompen en bidirectioneel pompen.De richting van de pomplichtinjectie is dezelfde als de richting van de laseruitvoer en wordt voorwaarts pompen genoemd;de richting van de pomplichtinjectie is dezelfde als de richting van de laseruitvoer tegengesteld aan het voorwaartse en achterwaartse pompen;het pomplicht wordt tegelijkertijd vanuit de voorwaartse en achterwaartse richting geïnjecteerd.bidirectioneel pompen genoemd.Op dit moment gebruiken zowel GW als IPG het bidirectionele pompschema zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.
Op dit moment heeft een fiberlaser of -module met een reguliere directe oscillatorstructuur een vermogen van ongeveer 3 kW, en een laser met een hoger vermogen wordt gecombineerd van de ene module naar de andere, dat wil zeggen dat de lichtopbrengst van meerdere modules wordt gekoppeld via een bundelcombinatie. .in een vezel en dan output.Zo wordt 12KW verkregen door vier modules van 3KW te combineren.
▲ Krachtige fiberlaser met meerkanaals bundelsyntheseschema
2. Eenkanaals glasvezelversterkingsschema
De fiberlaser met MOPA-structuur omvat een laseroscillator en een of meer trappen van fiberversterkers.De golflengte geselecteerd door het tralie in de oscillator wordt gebruikt als het zaadlicht en het zaadlicht wordt versterkt onder invloed van de meertrapsversterker, zodat het uitgangsvermogen tot op zekere hoogte kan worden verkregen.verbetering.
Voor dergelijke krachtige lasers wordt de vermogenstoename niet bereikt door het aantal modules te vergroten, maar vooral door meertrapsversterkers.Zo wordt 12KW verkregen door 3-traps versterking.
▲ Eenkanaals glasvezelversterkingsschema op basis van MOPA-configuratie High-power fiberlaser
De voordelen van het multiplexen van lasers van 10.000 watt
1. De structuur van de hele machine is eenvoudig en gemakkelijk te onderhouden
Omdat de enkelkanaals versterkte krachtige laser slechts één module heeft, is de interne opstelling van licht, elektriciteit en water ingewikkelder.Het besturingssysteem is relatief complexer en de oscillator en versterker moeten een bepaalde timingrelatie volgen bij het in- en uitschakelen: bij het inschakelen van de laser moet eerst de oscillator worden ingeschakeld en vervolgens de versterker vanaf de eerste trap versterker;De podiumversterker start en de versterker wordt stap voor stap voorwaarts uitgeschakeld.Als de timing eenmaal niet in orde is, is de kans groot dat dit ernstige schade aan de laser veroorzaakt.
Het multi-beam syntheseschema dat door de GW-laser wordt gebruikt, laserbesturing is relatief eenvoudig, er is geen timingprobleem, programmabesturingsproblemen en veroorzaakt geen schade aan de machine.In het geval van een laserstoring kunnen reparaties eenvoudig worden uitgevoerd door de beschadigde module te verwijderen en te vervangen door een nieuwe.Voor klanten bespaart het meer onderhoudstijd.
2. Sterk anti-retourlichtvermogen
Anders dan bij oscillatoren, is er geen rooster aan beide uiteinden van de versterkingsvezel van de versterker.Het retourlicht bij het verwerken van hoogreflecterende materialen of het achteruitlicht van de naversterker is eenvoudig terug te sturen naar de voorversterker, wat de werking van de voorversterker verstoort en zelfs schade veroorzaakt.Daarom is het noodzakelijk om aanvullende optische isolatiemaatregelen toe te voegen.
GW laser's multi-beam syntheseschema, elke module heeft slechts één oscillator en er is geen achteruitlicht;tegelijkertijd, het unieke geheim van GW-laser - ABR anti-high-reflection-technologie: een enkele module is uitgerust met een vijf-niveau retourlichtdetectie- en stripapparaat; Op basis van de vijf-niveau anti-reflectie van een enkele module, elke module is uitgerust met een anti-retourlichtapparaat van het eerste niveau, dat de interne componenten effectief kan beschermen tegen schade, de stabiele werking van de laser kan garanderen en gemakkelijk goud, zilver, sterk reflecterende materialen zoals koper en aluminium zijn geschikt voor diverse lastoepassingen.
3. Bidirectioneel pompen verbetert de systeemstabiliteit
➢Onderdruk laserruis
Voor voorwaarts en achterwaarts pompen wordt het pomplicht vanaf het ene uiteinde in de met ytterbium gedoteerde vezel geïnjecteerd en het pomplicht is sterker aan het invoeruiteinde van de met ytterbium gedoteerde vezel, dus de excitatie van de deeltjesinversie is ook sterk, maar vanwege de absorptiefactor, het pompende licht is sterk.Het licht zal over de lengte van de vezel worden verzwakt, zodat bij een bepaalde vezellengte versterkingsverzadiging wordt bereikt en de ruis toeneemt.Bidirectioneel pompen kan het pomplicht gelijkmatig in de vezel verdelen, zodat de versterking ook gelijkmatig in de vezel wordt verdeeld, zodat het geluid wordt verminderd.
➢ Ontlast enkelzijdige druk
Overmatige pomplichtenergie wordt in de versterkingsvezel gekoppeld en het eerste deel van de versterkingsvezel absorbeert het pomplicht veel, dus de vezeltemperatuur is het hoogst in het eerste deel en het smeltpunt van de vezel draagt de grootste druk.Double-end pompen kan ervoor zorgen dat de twee smeltpunten aan beide zijden van de versterkingsvezel de druk delen, waardoor het systeem stabieler werkt.
➢Verhoog de drempel van modusinstabiliteit
Modusinstabiliteit houdt verband met de thermische belasting van de versterkingsvezel.Nadat de dubbele pompmethode is toegepast, kan de temperatuurverdeling van de versterkingsvezel uniformer worden gemaakt, wordt het thermische effect verzwakt en wordt de drempelwaarde van modusinstabiliteit verhoogd.4
.976nm pompschema heeft duidelijke voordelen
▶ Hogere conversieratio
Met ytterbium gedoteerde vezel heeft twee sterke absorptiepieken bij 915 nm en 976 nm, dus de pomplichtband die gewoonlijk wordt geselecteerd voor met ytterbium gedoteerde vezellaser is 915 nm of 975 nm.Onder hen is de absorptiepiek bij 975 nm hoger, wat ongeveer 3 keer zo groot is als die van 915 nm, dus de 1070 nm-laser met hetzelfde vermogen verbruikt slechts een derde van het 915 nm-pomplicht.Het pomplicht wordt omgezet van elektrische energie, wat betekent dat het gebruik van een 976nm pompbron minder elektrische energie verbruikt en efficiënter en energiebesparend is.
▶Lagere niet-lineaire effecten
In de continue vezellaser met enkele frequentie zijn er enkele niet-lineaire effecten, zoals gestimuleerde Brillouin-verstrooiing, gestimuleerde Raman-verstrooiing en optisch Kerr-effect, die de bundelkwaliteit zullen verslechteren.Profiterend van de hogere absorptiepiek bij 976 nm, kan de versterkingsvezel korter worden gemaakt onder dezelfde absorptie-efficiëntie, en het verminderen van de vezellengte helpt voorkomen dat niet-lineaire effecten worden onderdrukt.
Epiloog
GW Laser (GW) is gebaseerd op 976nm-pomptechnologie en een meerkanaals straalsyntheseschema als hoofdlijn, en zet zich in voor het verbeteren van het vermogensniveau en de straalkwaliteit van 10.000 watt lasers;tegelijkertijd besteedt het ook aandacht aan het verbeteren van de kwaliteit en stabiliteit van producten, het verminderen van productuitvalpercentages en de complexiteit van het afhandelen van storingen.In de toekomst zullen we klanten hoogwaardige fiberlasers en sterke technische ondersteuning blijven bieden.
Posttijd: 21 maart 2022