Laser sợi quang
◆ Một laser sợi quang có thể được định nghĩa là một laser trạng thái rắn sử dụng sợi quang làm môi trường khuếch đại hoạt động của nó. Một sợi được làm từ silicate hoặc phosphate thủy tinh hấp thụ ánh sáng chưa qua xử lý từ các diode laser bơm và chuyển đổi nó thành một chùm tia tập trung với một bước sóng nhất định. Sợi quang được pha tạp (kết hợp một nguyên tố đất hiếm vào sợi) để làm cho điều này trở nên khả thi. Các chất pha tạp khác nhau tạo ra các chùm tia laser với các bước sóng khác nhau.
- Tổng quan
- Sản phẩm liên quan
Công ty TNHH Thương mại Hibo (Khu công nghệ cao Liaocheng)
Haibo Laser tọa lạc tại Liaocheng, một thành phố nước ở Giang Bắc được biết đến với tên gọi "Venice của Bắc Trung Quốc". Đây là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về ứng dụng công nghệ laser, tùy chỉnh, bán hàng và dịch vụ thiết bị laser. Chúng tôi cam kết sản xuất và nghiên cứu phát triển các sản phẩm laser, và đã đạt được hơn 20 bằng sáng chế phát minh.
Tại Sao Chọn Chúng Tôi
● Kinh nghiệm phong phú
Hibo Laser là một doanh nghiệp công nghệ cao tập trung vào công nghệ laser. Chúng tôi chuyên về tùy chỉnh, bán và bảo trì thiết bị laser. Cam kết của chúng tôi đối với nghiên cứu và phát triển đã dẫn đến việc tạo ra hơn 20 phát minh được cấp bằng sáng chế trong lĩnh vực sản phẩm laser.
● Sản phẩm của chúng tôi
Chúng tôi cung cấp một loạt các sản phẩm, bao gồm máy khắc laser, cắt, đánh dấu và hàn.
● Ứng dụng
Sản phẩm của chúng tôi được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như quần áo và da, thêu nhãn hiệu, nghệ thuật quảng cáo, thủ công, plexiglass, sản xuất mô hình, đóng gói và in ấn, thiết bị điện tử, dụng cụ phần cứng.
● Dịch vụ của chúng tôi
Chúng tôi cung cấp dịch vụ kiểm tra miễn phí, hướng dẫn và gỡ lỗi sau khi giao hàng. Chúng tôi cũng cung cấp tất cả các phụ kiện máy cần thiết, đảm bảo rằng bạn không phải lo lắng về hỗ trợ sau bán hàng. Chúng tôi hoan nghênh bạn đến thăm nhà máy của chúng tôi.
Laser Sợi Quang là gì
Laser sợi quang có thể được định nghĩa là một loại laser trạng thái rắn sử dụng sợi quang làm môi trường khuếch đại hoạt động. Một sợi được làm từ silicate hoặc phosphate thủy tinh hấp thụ ánh sáng chưa qua xử lý từ các đi-ốt laser bơm và chuyển đổi nó thành một chùm ánh sáng tập trung với một bước sóng nhất định. Sợi quang được pha tạp (kết hợp một nguyên tố đất hiếm vào sợi) để làm cho điều này trở nên khả thi. Các chất pha tạp khác nhau tạo ra các chùm laser với các bước sóng khác nhau.
Lợi ích của Laser Sợi Quang
● Độ chính xác và Chất lượng tia
Laser sợi quang được ca ngợi vì độ chính xác đáng kinh ngạc của chúng, khiến chúng trở thành lý tưởng cho các nhiệm vụ yêu cầu cắt chi tiết và tinh vi. Chất lượng tia cao của loại laser này cho phép tạo ra một điểm tập trung tinh vi, dẫn đến các cạnh sắc nét, sạch sẽ với lượng vật liệu lãng phí tối thiểu.
● Hiệu quả năng lượng
Một trong những đặc điểm nổi bật của laser sợi quang là hiệu quả năng lượng xuất sắc của chúng. Chúng đạt được điều này bằng cách chuyển đổi một phần lớn điện năng thành ánh sáng laser, điều này giảm thiểu đáng kể lãng phí năng lượng. Kết quả là, các doanh nghiệp thấy chi phí vận hành thấp hơn và giảm lượng khí thải carbon.
● Dễ sử dụng nhiều cách
Laser sợi quang lý tưởng cho việc đánh dấu một loạt các vật liệu khác nhau, bao gồm kim loại như thép và nhôm, cũng như phi kim loại như nhựa và gỗ. Độ chính xác và tính linh hoạt của chúng khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên cho các nhiệm vụ yêu cầu đánh dấu chi tiết và bền bỉ.
● Thiết kế gọn nhẹ
Với kích thước nhỏ hơn nhiều loại laser khác, laser sợi quang được biết đến với thiết kế tiết kiệm không gian. Hình dạng nhỏ gọn này cho phép chúng dễ dàng phù hợp với các thiết lập hiện có, ngay cả trong các cơ sở có không gian hạn chế. Các doanh nghiệp được hưởng lợi từ thiết kế này vì nó không chỉ tiết kiệm diện tích sàn mà còn đơn giản hóa việc tích hợp vào các quy trình làm việc hiện có.
● Công Suất Đầu Ra Cao
Khi thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi năng lượng mạnh mẽ và tập trung, laser sợi quang nổi bật với công suất đầu ra cao. Tính năng này cho phép hoạt động liên tục ở mức công suất cao, mang lại hiệu suất mượt mà, không bị gián đoạn.
● Độ Tin Cậy và Bảo Trì Thấp
Một trong những lợi thế lớn nhất của các hệ thống laser sử dụng sợi quang là độ tin cậy cao với việc bảo trì tối thiểu. Nhờ vào đường dẫn quang học được bao kín, các laser này được bảo vệ khỏi bụi bẩn và các hạt khác, vì vậy bạn không phải lo lắng về việc bảo trì thường xuyên.
Các Loại Laser Sợi Quang Là Gì?
Nói chung, laser sợi có thể được phân loại theo các tiêu chí sau:
● Nguồn laser: Các loại laser sợi khác nhau tùy theo vật liệu mà nguồn laser được trộn với. Một số ví dụ bao gồm laser sợi doped ytterbium, laser sợi thulium doped và laser sợi erbium doped. Tất cả các loại laser này được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau vì chúng tạo ra các bước sóng khác nhau.
● Cách hoạt động: Các loại laser phát ra tia laser theo cách khác nhau. Các chùm tia laser có thể được xung ở tốc độ lặp lại được thiết lập để đạt được sức mạnh đỉnh cao (laser sợi xung), như trường hợp của laser "q-switched", "gain-switched" và "mode-locked". Hoặc, chúng có thể liên tục, có nghĩa là chúng liên tục gửi cùng một lượng năng lượng (laser sợi sóng liên tục).
● Sức mạnh laser: Sức mạnh laser được biểu diễn bằng watt và đại diện cho sức mạnh trung bình của chùm tia laser. Ví dụ, bạn có thể có một laser sợi 20W, một laser sợi 50W, v.v. Laser công suất cao tạo ra nhiều năng lượng nhanh hơn so với laser công suất thấp.
● Chế độ: Chế độ đề cập đến kích thước của lõi (nơi ánh sáng đi) trong sợi quang. Có hai loại chế độ: laser sợi đơn chế độ và laser sợi đa chế độ. Độ kính lõi cho laser đơn chế độ nhỏ hơn, thường là từ 8 đến 9 micromet, trong khi đó nó lớn hơn cho laser đa chế độ, thường là từ 50 đến 100 micromet. Theo quy tắc chung, laser một chế độ truyền ánh sáng laser hiệu quả hơn và có chất lượng chùm tốt hơn.
Cách mà công suất của laser sợi quang tăng lên
Khả năng tăng cường công suất của laser sợi quang bị hạn chế bởi hiện tượng tán xạ Brillouin và Raman cũng như chiều dài ngắn của chính các laser. Nhiều thành phần, bao gồm bộ khuếch đại, công tắc và các yếu tố logic, yêu cầu cấu hình sợi phi tuyến.
Có hai loại hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang. Loại đầu tiên được gây ra bởi hiệu ứng Kerr, hay sự phụ thuộc vào cường độ của chỉ số khúc xạ của môi trường. Hiện tượng này biểu hiện như một trong ba hiệu ứng, tùy thuộc vào loại tín hiệu đầu vào: điều chế pha chéo (CPM), điều chế pha tự thân (SPM), hoặc trộn bốn sóng (FWM).
Hiệu ứng phi tuyến thứ hai xảy ra khi trường quang chuyển một phần năng lượng của nó cho môi trường phi tuyến thông qua tán xạ không đàn hồi. Tán xạ không đàn hồi như vậy có thể dẫn đến các hiện tượng như tán xạ Brillouin kích thích (SBS) và tán xạ Raman kích thích (SRS).
Bất kỳ hình thức hành động tán xạ kích thích nào cũng có thể là nguồn lợi cho sợi quang. Trong cả hai quá trình, nếu công suất tới vượt qua một ngưỡng cụ thể, cường độ ánh sáng phân tán tăng lên theo cấp số nhân. Do độ dịch tần số tương đối lớn và băng thông lợi rộng hơn, khuếch đại Raman có lợi hơn. Sự khác biệt chính giữa chúng là trong Brillouin, sóng quang tương tác với các phonon âm tần số thấp, trong khi trong Raman, sóng quang hướng tương tác với các phonon quang tần số cao. Một sự khác biệt quan trọng khác là SRS có thể xảy ra theo cả hai hướng trong khi SBS chỉ xảy ra theo hướng ngược lại trong sợi quang.
Sự khác biệt giữa Laser sợi quang và Laser CO2 là gì?
Sự khác biệt chính giữa laser sợi và laser CO2 là nguồn gốc nơi tia laser được tạo ra. Trong laser sợi, nguồn laser là thủy tinh silica được trộn với một nguyên tố đất hiếm. Trong laser CO2, nguồn laser là một hỗn hợp khí bao gồm carbon dioxide.
Trong khi cả hai loại laser đều rất phù hợp để cắt vật liệu, chúng thực sự có những nhấn mạnh chức năng khác nhau. Một mặt, laser CO2 là công cụ rất phù hợp để cắt các vật liệu không phải kim loại như nhựa. Hiệu suất tương đối cao và chất lượng tia tốt của chúng khiến chúng trở thành loại laser được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành này.
Mặt khác, laser sợi đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc cắt tấm kim loại (chủ yếu là thép không gỉ) trong những năm gần đây, chủ yếu nhờ vào tốc độ cắt cao của chúng, thường nhanh hơn 2-3 lần so với laser CO2 ở các mức công suất tương đương. Nói chung, khi cắt kim loại có độ dày 0.25" và mỏng hơn, đáng để xem xét laser sợi cho sản xuất hàng loạt, nhưng khi kim loại dày hơn 0.375", laser CO2 vẫn tận hưởng lợi thế về tốc độ và chất lượng cắt vượt trội. Do đó, không có khả năng laser sợi hoàn toàn thay thế laser CO2 trong việc cắt vật liệu.
Ứng dụng của Laser Sợi Quang
● Đánh Dấu Laser
laser sợi được dop bằng ytterbium với bước sóng phát xạ 1064 nm được coi là lý tưởng cho các ứng dụng đánh dấu laser. Những laser này có thể để lại dấu ấn sắc nét, bền trên bề mặt nhựa và kim loại. Chúng có thể được tùy chỉnh để phù hợp với chu kỳ sản xuất nhanh và có thể là thủ công hoặc tự động. Thiết bị laser sợi cũng có thể được sử dụng để tôi, khắc và chạm khắc.
● Xúc bằng laser
Một ứng dụng quan trọng khác cho những laser này là trong dịch vụ hàn. Hàn laser sợi quang là một trong những công nghệ sắp tới đầy hứa hẹn đang nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường nhờ vào những lợi ích mà quy trình này mang lại. Hàn laser cung cấp tốc độ nhanh hơn, độ chính xác cao hơn, biến dạng thấp hơn, chất lượng và hiệu quả cao hơn so với các phương pháp truyền thống.
● Làm sạch bằng laser
Làm sạch bằng laser là quy trình loại bỏ sơn, oxit và gỉ sét khỏi bề mặt kim loại, hoạt động tốt nhất khi sử dụng laser sợi quang. Quy trình này có thể được tự động hóa và tùy chỉnh cho các điều kiện dây chuyền sản xuất khác nhau.
● Cắt Laser
Cắt laser là một trong những lĩnh vực được nghiên cứu nhiều nhất về ứng dụng laser sợi quang. Nó có thể xử lý các đường cắt phức tạp với chất lượng cạnh ấn tượng. Điều này làm cho nó trở nên tối ưu cho các bộ phận có độ chính xác cao. Việc áp dụng nó đang gia tăng trên toàn bộ ngành công nghiệp chế tạo nhờ vào danh sách dài các lợi ích của nó.
Laser Sợi Quang Có Thời Gian Sử Dụng Bao Lâu?
Hầu hết các nguồn trực tuyến đều khẳng định rằng laser sợi có tuổi thọ 100.000 giờ trong khi laser CO2 có tuổi thọ 30.000 giờ. Điều này không hoàn toàn đúng. Những con số này đề cập đến một giá trị gọi là "thời gian trung bình giữa các lần hỏng" (MTBF), không giống nhau cho tất cả các loại laser sợi. Trên thực tế, bạn sẽ thấy những con số khác nhau cho các loại laser sợi khác nhau.
MTBF đo lường độ tin cậy của một laser bằng cách chỉ ra số giờ mà laser dự kiến sẽ hoạt động trước khi xảy ra sự cố. Nó được thu được bằng cách thử nghiệm nhiều đơn vị laser, sau đó chia tổng số giờ hoạt động cho tổng số lần hỏng. Mặc dù giá trị này không chính xác cho bạn biết laser sợi có thể tồn tại bao lâu, nhưng nó vẫn cung cấp một ý tưởng tốt về độ tin cậy của laser.
Những vật liệu nào có thể được xử lý bằng laser sợi quang?
Laser sợi quang là lý tưởng cho việc xử lý một loạt các vật liệu và với nhiều năm sử dụng trong công nghiệp đã chứng minh được độ tin cậy. Laser sợi quang đặc biệt phổ biến trong việc xử lý kim loại. Loại kim loại liên quan là thứ yếu. Laser sợi quang có thể xử lý thép mềm, thép không gỉ, titan, sắt và niken cũng như các kim loại phản chiếu như nhôm, đồng thau, đồng và kim loại quý (bạc và vàng). Chúng cũng hoạt động tốt với các vật liệu có bề mặt anodized và sơn. Laser sợi quang, đặc biệt là laser xung nanosecond, cũng được sử dụng trong việc xử lý silicon, đá quý (bao gồm cả kim cương), nhựa, polymer, gốm, vật liệu composite, lớp mỏng, gạch và bê tông.
Một laser sợi quang hoạt động bằng cách sử dụng một sợi quang làm cộng hưởng để khuếch đại chùm tia laser. Điều này được thực hiện bằng cách tạo ra một cấu trúc chồng chéo của lớp vỏ sợi được pha tạp với ion Yb. Một diode laser kích thích sau đó được bơm vào bên trong sợi để tạo ra một laser có công suất cao. Ngược lại, laser này rất phù hợp cho việc khắc sâu, tôi luyện và cắt – đặc biệt là cho các lô sản xuất lớn của các nhiệm vụ lặp đi lặp lại cần hoàn thành nhanh chóng.
Tuy nhiên, do lượng nhiệt cao được tạo ra bởi các laser sợi quang, chúng có thể không phải là lựa chọn lý tưởng cho việc đánh dấu trên các vật liệu phi kim loại. Một số phi kim loại có điểm nóng chảy rất thấp, có nghĩa là các laser sợi quang có thể làm gián đoạn tính toàn vẹn cấu trúc của chúng bằng cách làm chảy vượt quá khu vực mục tiêu. Mặt khác, một số phi kim loại khác có điểm nóng chảy cao có thể chống lại chùm tia của sợi. Với điểm nóng chảy cao, laser sợi quang có thể không đạt được dấu hiệu tối đen như mong muốn. Trong những trường hợp này, các loại laser thay thế có thể là một lựa chọn tốt hơn.
Cách Bảo Trì Laser Sợi Quang
Kiểm tra định kỳ là một phần quan trọng trong việc bảo trì laser sợi quang. Điều này bao gồm việc kiểm tra các thành phần chính như dây nguồn, bóng đèn, bộ lọc và cảm biến. Kết nối của dây nguồn phải chắc chắn và không lỏng lẻo; bóng đèn là một phần quan trọng của thiết bị chiếu sáng và cần được thay thế định kỳ; bộ lọc là một thành phần quan trọng để lọc bụi và tạp chất và cần được làm sạch hoặc thay thế định kỳ; cảm biến là một thành phần quan trọng để giám sát trạng thái của thiết bị. Nó cần được hiệu chỉnh hoặc thay thế định kỳ.
Trong quá trình bảo trì, việc vận hành an toàn là rất quan trọng. Đầu tiên, hãy đảm bảo rằng thiết bị đã được tắt và rút phích cắm để tránh sốc điện hoặc hư hỏng thiết bị một cách tình cờ. Những người không phải là chuyên gia không nên tự ý sửa chữa để tránh những tổn thất và rủi ro không cần thiết. Đồng thời, trong quá trình bảo trì, nên ghi lại các bước và kết quả của việc bảo trì để thuận tiện cho việc bảo trì và quản lý trong tương lai, cũng như cung cấp tài liệu tham khảo và hỗ trợ cho các nhân viên bảo trì khác.
Để giảm thiểu các vấn đề suy giảm công suất laser quang học, việc bảo trì phòng ngừa định kỳ được khuyến nghị. Điều này bao gồm việc kiểm tra và làm sạch thiết bị thường xuyên, xác định và giải quyết kịp thời các vấn đề tiềm ẩn để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định. Bảo trì phòng ngừa không chỉ kéo dài tuổi thọ của thiết bị mà còn cải thiện hiệu suất hoạt động của thiết bị.
Ngoài việc duy trì thiết bị, việc giữ cho môi trường xung quanh cũng gọn gàng là rất quan trọng. Bụi bẩn có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất của thiết bị và thậm chí có thể gây ra sự cố. Do đó, thiết bị và môi trường xung quanh nên được làm sạch thường xuyên để đảm bảo không có sự tích tụ bụi bẩn. Đồng thời, giữ cho nhiệt độ và độ ẩm của môi trường nơi thiết bị đặt ở mức phù hợp để duy trì điều kiện hoạt động tối ưu của thiết bị.
Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, phần mềm và phần cứng của laser sợi quang cũng liên tục được cập nhật. Để duy trì hiệu suất và khả năng tương thích của thiết bị, phần mềm và phần cứng liên quan nên được cập nhật kịp thời. Điều này không chỉ cải thiện hiệu quả hoạt động của thiết bị mà còn nâng cao độ ổn định và giảm khả năng xảy ra sự cố.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Những hạn chế của laser sợi quang là gì?
Q: Một laser sợi quang kéo dài bao nhiêu giờ?
Q: Tần số nào nên được đặt cho một laser sợi quang?
Q: Các laser sợi quang có mất công suất theo thời gian không?
Q: Các chế độ thất bại của laser sợi quang là gì?
Q: Độ chính xác của laser sợi quang là bao nhiêu?
Q: Laser sợi quang hay laser CO2 cái nào tốt hơn?
Q: Laser sợi quang có cần thông gió không?
Q: Độ ẩm nào là phù hợp cho laser sợi quang?
Q: Laser sợi quang có cần khởi động không?
Q: Bạn có thể cắt bằng laser sợi quang không?
Q: Laser sợi quang có cần khí không?
Q: Có mấy loại laser sợi quang?
Q: Bạn có cần bảo vệ mắt cho laser sợi quang không?
Q: Laser sợi quang có phát ra bức xạ không?
Q: Độ dung sai của laser sợi quang là gì?
Thẻ nóng: laser sợi quang, nhà sản xuất laser sợi quang Trung Quốc, nhà cung cấp, nhà máy, Máy Cắt Laser CO2 Hỗn Hợp , Máy cắt laser CO2 cho phi kim loại , Máy cắt laser silicon , máy cắt laser cho vải và da , Máy đánh dấu laser ống kính CO2 , Máy hàn quang sợi quang quét
Thành phần và bao bì