Leta 2021 bo Kitajska edino večje gospodarstvo na svetu, ki si bo hitro opomoglo od epidemije leta 2020.Dodana vrednost panog nad določeno velikostjo se bo v celem letu glede na prejšnje leto povečala za 9,6 %, od tega se bo povečala dodana vrednost visokotehnoloških predelovalnih dejavnosti in proizvodnje opreme.18,2 %, 12,9 %.Zlasti kitajska laserska industrija se je v zadnjih letih hitro razvila in obseg verige laserske industrije se je hitro povečal.Leta 2020 bodo skupni prihodki od prodaje laserske opreme (vključno z uvozom) na področju industrije, informacij, trgovine, medicine in znanstvenih raziskav znašali 69,2 milijarde juanov, kar je medletno povečanje v primerjavi z letom 2019. 5,2 odstotne točke več.Z nadaljnjim razcvetom fotovoltaične, baterijske, avtomobilske in drugih industrij se bo skupni prihodek od prodaje kitajskega trga laserske opreme v letu 2021 povečal za 15,6 % medletno in dosegel 80 milijard juanov.
▲2010-2021 Kitajski trg laserske opreme
Hkrati se tehnologija laserja hitro ponavlja.Prvič, tehnologija črpalke se preoblikuje iz rešitve 915 nm s širšim območjem nadzora temperature v rešitev 976 nm z večjo učinkovitostjo absorpcije.Trenutno je na poti tehnologije črpalk visoko zmogljivih laserjev z neprekinjenimi vlakni 976nm Pu tehnologija črpalke postala glavna tehnična rešitev.Poleg tega je v tehnologiji 10.000-vatnih laserjev vedno obstajal boj med "enokanalnim ojačenjem vlaken" in "večkanalno sintezo žarka".Trg se še naprej razvija in celoviti dejavniki, kot so tehnologija, stroški in učinkovitost, so postali ključni dejavnik pri izbiri trga industrijskih optičnih laserjev.Razčlenimo obe tehnični poti.
Smer poti laserske tehnologije 10.000 W
1. Kombinacijska shema večkanalnega žarka
Glede na različne sistemske strukture lahko vlaknene laserje razdelimo na: vlaknene laserje s strukturo neposrednega oscilatorja in vlaknene laserje s strukturo glavnega oscilatorja (MOPA).Fiber laser s strukturo neposrednega oscilatorja je preproste strukture in vsebuje samo laserski oscilator, rešetka pa izbere in odda izbrano specifično valovno dolžino.
Za laser z vlakni s konfiguracijo neposrednega oscilatorja je v glavnem sestavljen iz para rešetk (nizek odboj + visok odboj), ojačitvenega vlakna in več črpalk.Več žarkov črpalne svetlobe je povezanih v ojačitveno vlakno prek združevalnika žarkov, tako da je ojačitveno vlakno v stanju inverzne porazdelitve števila delcev, tako da se doseže stimulirano sevalno ojačanje svetlobe, in na koncu izbere specifično valovno dolžino laserske svetlobe skozi nizko odbojno mrežo, da preide skozi izhodno vlakno.prenese v izhodno glavo.
▲ Fiber laser, ki temelji na strukturi neposrednega oscilatorja
Glede na različne metode črpanja ga lahko razdelimo na: črpanje naprej, črpanje nazaj in dvosmerno črpanje.Smer vbrizgavanja svetlobe črpalke je enaka smeri izhoda laserja, kar se imenuje črpanje naprej;smer vbrizgavanja svetlobe črpalke je enaka smeri izhoda laserja, ki je nasprotna črpanju naprej in nazaj;svetloba črpalke se istočasno vbrizga iz smeri naprej in nazaj.imenovano dvosmerno črpanje.Trenutno tako GW kot IPG uporabljata dvosmerno črpalno shemo, prikazano na zgornji sliki.
Trenutno ima optični laser ali modul z glavno strukturo neposrednega oscilatorja moč približno 3 KW, laser z večjo močjo pa se kombinira iz enega modula v drugega, kar pomeni, da je svetlobni izhod iz več modulov združen prek združevalnika žarkov. .v vlakno in nato na izhod.Na primer, 12KW dobimo s kombinacijo štirih 3KW modulov.
▲ Visokozmogljivi vlakneni laser z večkanalno shemo sinteze žarka
2. Enokanalna shema ojačitve vlaken
Fiber laser s strukturo MOPA vključuje laserski oscilator in eno ali več stopenj fiber ojačevalcev.Valovna dolžina, ki jo izbere rešetka v oscilatorju, se uporablja kot začetna svetloba, začetna svetloba pa se pod delovanjem večstopenjskega ojačevalnika ojača, tako da se lahko doseže izhodna moč do določene stopnje.izboljšava.
Pri tako zmogljivih laserjih se povečanje moči ne doseže s povečanjem števila modulov, temveč predvsem z večstopenjskimi ojačevalniki.Na primer, 12KW se pridobi s 3-stopenjskim ojačanjem.
▲ Enokanalna shema ojačitve vlaken, ki temelji na konfiguraciji MOPA. Visokozmogljiv optični laser
Prednosti multipleksiranja 10.000-vatnih laserjev
1. Struktura celotnega stroja je preprosta in enostavna za vzdrževanje
Ker ima enokanalni ojačani visokozmogljivi laser le en modul, je notranja razporeditev svetlobe, elektrike in vode bolj zapletena.Njegov krmilni sistem je razmeroma bolj zapleten, oscilator in ojačevalnik pa morata pri vklopu in izklopu slediti določenemu časovnemu razmerju: pri vklopu laserja je treba najprej vklopiti oscilator, nato pa iz ojačevalnika. ojačevalnik prve stopnje;Stopenjski ojačevalnik se zažene in ojačevalnik se korak za korakom izklopi.Ko je čas nepravilen, je zelo verjetno, da povzroči resno škodo na laserju.
Shema sinteze z več žarki, ki jo je sprejel laser GW, lasersko krmiljenje je razmeroma preprosto, ni težav s časom, težav s krmiljenjem programa in ne bo povzročilo škode na stroju.V primeru okvare laserja lahko popravilo izvedete preprosto tako, da odstranite poškodovani modul in ga zamenjate z novim.Strankam prihrani več časa za vzdrževanje.
2. Močna sposobnost proti povratni svetlobi
Za razliko od oscilatorjev na obeh koncih ojačevalnega vlakna ojačevalnika ni rešetke.Povratno luč pri obdelavi visokoodbojnih materialov ali povratno luč naknadnega ojačevalnika je enostavno vrniti v predojačevalnik, kar moti delo predojačevalnika in celo povzroča poškodbe.Zato je treba dodati dodatne ukrepe za optično izolacijo.
Shema sinteze z več žarki laserja GW, vsak modul ima samo en oscilator in ni vzvratne svetlobe;hkrati pa edinstvena skrivnost GW laserja – ABR tehnologija proti visokemu odsevu: en sam modul je opremljen s petstopenjsko napravo za zaznavanje in odstranjevanje povratne svetlobe; Na podlagi petstopenjskega antirefleksija en modul, vsak modul je opremljen s prvostopenjsko napravo proti povratni svetlobi, ki lahko učinkovito zaščiti notranje komponente pred poškodbami, zagotovi stabilno delovanje laserja in enostavno reže zlato, srebro, visoko odbojne materiale, kot sta baker in aluminij je primeren za različne namene varjenja.
3. Dvosmerno črpanje izboljša stabilnost sistema
➢ Zaduši laserski hrup
Pri črpanju naprej in nazaj se svetloba črpalke vbrizga v vlakno, dopirano z iterbijem, z enega konca, svetloba črpalke pa je močnejša na vhodnem koncu vlakna, dopiranega z iterbijem, zato je tudi vzbujanje inverzije delcev močno, vendar zaradi absorpcijski faktor, črpalna svetloba je močna.Svetloba bo oslabljena vzdolž dolžine vlakna, tako da je nasičenost dosežena pri določeni dolžini vlakna in šum se poveča.Dvosmerno črpanje lahko povzroči enakomerno porazdelitev svetlobe črpalke v vlaknu, tako da je tudi ojačanje enakomerno porazdeljeno v vlaknu, tako da se hrup zmanjša.
➢ Sprostite enojni pritisk
Prekomerna svetlobna energija črpalke se spoji v ojačitveno vlakno in začetni odsek ojačitvenega vlakna močno absorbira svetlobo črpalke, zato je temperatura vlakna najvišja v začetnem delu, tališče vlakna pa nosi največji pritisk.Dvostransko črpanje lahko povzroči, da si dve tališči na obeh straneh ojačanega vlakna delita pritisk, zaradi česar sistem deluje stabilneje.
➢Povečajte prag nestabilnosti načina
Nestabilnost načina je povezana s toplotno obremenitvijo ojačanega vlakna.Ko je sprejeta metoda črpanja z dvojnim koncem, je lahko porazdelitev temperature ojačevalnega vlakna bolj enakomerna, toplotni učinek je oslabljen in mejna vrednost nestabilnosti načina se poveča.4
.976nm črpalna shema ima očitne prednosti
▶ Višja stopnja konverzije
Vlakna, dopirana z iterbijem, imajo dva močna absorpcijska vrha pri 915 nm in 976 nm, zato je svetlobni pas črpalke, običajno izbran za laser z vlakni, dopiranim z iterbijem, 915 nm ali 975 nm.Med njimi je vrh absorpcije pri 975 nm višji, kar je približno 3-krat več kot pri 915 nm, tako da laser 1070 nm z enako močjo porabi le eno tretjino svetlobe črpalke 915 nm.Svetloba črpalke se pretvori iz električne energije, kar pomeni, da uporaba vira črpalke 976 nm porabi manj električne energije in je bolj učinkovita ter energetsko varčnejša.
▶Zmanjšajte nelinearne učinke
V kontinuiranem enofrekvenčnem vlakenskem laserju obstaja nekaj nelinearnih učinkov, kot so stimulirano Brillouinovo sipanje, stimulirano Ramanovo sipanje in optični Kerrov učinek, ki poslabšajo kakovost žarka.Z izkoriščanjem višjega absorpcijskega vrha pri 976 nm je mogoče ojačitveno vlakno skrajšati pod predpostavko enake absorpcijske učinkovitosti, zmanjšanje dolžine vlakna pa pomaga preprečiti zatiranje nelinearnih učinkov.
Epilog
Laser GW (GW) temelji na tehnologiji črpalke 976 nm in shemi sinteze večkanalnega žarka kot glavne linije ter je zavezan izboljšanju ravni moči in kakovosti žarka 10.000-vatnih laserjev;hkrati je pozoren tudi na izboljšanje kakovosti in stabilnosti izdelkov, zmanjšanje stopenj okvar izdelkov in zapletenost ravnanja z okvarami.V prihodnosti bomo strankam še naprej zagotavljali visokokakovostne optične laserje in močno tehnično podporo.
Čas objave: 21. marca 2022