Лазеры с волоконной связью: одномодовые и многомодовые

Волоконный лазер - это лазер со стекловолокном, легированным редкоземельными элементами, в качестве активной среды.Волоконные лазеры могут быть созданы на основе волоконных усилителей.Под действием света накачки в волокне легко образуется высокая плотность мощности, что приводит к «инверсии числа частиц» уровня лазерной энергии рабочего вещества лазера, и выход лазерных колебаний может быть сформирован путем добавления петля положительной обратной связи (образующая резонансную полость) соответствующим образом.

Волоконный лазер состоит из источника накачки, многомодового ответвителя (комбинация лучей), волоконной решетки, активного волокна, выходного модуля калибровки луча и пассивного волокна (волокна для вывода энергии).Область его применения очень широка, включая волоконно-оптическую связь, лазерную космическую дистанционную связь, промышленность, судостроение, автомобилестроение, лазерную гравировку, лазерную маркировку, лазерную резку, печать, металл, сверление неметаллов в роликах / резку / сварку, пайку, сварку, закалку в воде. , облицовка и глубина), безопасность военной обороны, оборудование медицинского инструмента, строительство крупномасштабной инфраструктуры, как источник накачки других лазеров.

Волоконные лазеры различают одномодовые и многомодовые.Когда внутри лазера находится только один модуль накачки, он называется одномодовым лазером, и несколько модулей накачки объединяются, чтобы пропустить несколько лучей накачки в активное волокно через светоделитель, чтобы получить луч более высокой мощности.Этот вид многомодульного комбинированного лазера представляет собой многомодовый лазер.Обычно в изделиях с волоконными лазерами одномодовые лазеры в основном имеют среднюю и малую мощность, в то время как изделия высокой мощности - в основноммногомодовые лазеры.

Различия между одномодовым и многомодовым:

(1) Качество луча: сердцевина одномодового волокна относительно тонкая, излучает типичный гауссов луч, энергия очень сконцентрирована, как на крутой горе, качество луча также лучше, чем у многомодового;Многомодовый эквивалентен комбинации нескольких гауссовых лучей, поэтому распределение энергии похоже на перевернутую чашку, относительно среднее, конечно, качество луча хуже, чем у одномодового.

(2) Производительность приложения: в зависимости от различных характеристик производительности, одномодовый ， и многомодовый режим в конкретном направлении приложения также различаются.Например, при резке листа нержавеющей стали / углеродистой стали толщиной 1 мм и ниже эффективность одномодовой обработки значительно выше, чем многомодового (одномодовый режим на 15-20% быстрее), а качество резки аналогично;При резке толстого листа толщиной 2 мм и более высокомощные многомодовые лазеры работают лучше как по качеству, так и по эффективности.

(3) область лазерной сварки: теплопроводная сварка, одномодовый лазер может получить более однородный и гладкий сварной шов, поэтому сварка некоторых тонких материалов с использованием одномодового лазера, например, группа аккумуляторных батарей с мягким корпусом, когда сварка с перекрытием полюса уха;При сварке глубоким плавлением с помощью многомодового лазера можно получить сварной шов с лучшим соотношением сторон, например при сварке квадратной шины аккумуляторной батареи.

Следует отметить, что одномодовые и многомодовые лазеры являются важной основой для выбора волоконных лазеров.Волоконный лазер с его высокой эффективностью электрооптического преобразования, высокой стабильностью, высоким качеством луча ， и преимуществами низкой стоимости в области лазерной обработки становится все более и более популярным на рынке и является своего рода светом чрезвычайно высокого качества. Источник, затраты снижаются в последние годы, поэтому традиционный рынок твердотельных и газовых лазеров был заменен волоконным лазером.