Лазерная резка, очистка и сварка металла
Каталог
По всему сайту
По каталогу
Каталог
Лазерное оборудование
Лазерные станки для резки металла открытого типа
Лазерные станки для резки металла с кабинетной защитой
Лазерные станки для резки труб и профилей
Комбинированные станки для лазерной резки металла и труб
Сверхмощные лазерные установки 6-60 кВт
Широкоформатные лазерные станки
Установки лазерной резки с рулонной подачей
Аппараты лазерной сварки
Аппараты лазерной очистки
Промышленные лазерные роботы манипуляторы
Лазерные станки для резки объемных деталей сложной формы
Производственные линии для лазерной резки балочного и профильного металлопроката (тавр, двутавр, швеллер)
Оборудование в наличии
Металлообрабатывающее оборудование
Шлифовальные станки для листового металла
Листогибочные прессы
Сопутствующее оборудование
Чиллеры
Лазерные источники
Лазерные головы
Лазерные головы RayTools
Лазерные головы BOCI
Расходные материалы
Линзы
Сопла
Компания
О производителе
О компании Технограв
Шоурум «Технограв»
Видео отзывы клиентов
Новости
Контакты
Референс
Выставки
Лизинг
Доставка и оплата
Комплексные поставки
Сервис
Новости
Статьи
Контакты
8 (800) 200-25-88
8 (800) 200-25-88
+7 (812) 380-88-48
+7 (495) 661-48-88
Заказать звонок
Задать вопрос
Войти
  • Корзина0
  • Отложенные0
  • Сравнение товаров0
sales@senfeng.ru
Проектируемый проезд №4062, дом 6 строение 2
  • Вконтакте
  • Telegram
  • YouTube
  • Яндекс.Дзен

Компания ТЕХНОГРАВ – Генеральный партнер

Лазерная резка, очистка и сварка металла
$1 = 79.75 ¥1 = 11.09
sales@senfeng.ru
8 (800) 200-25-88
8 (800) 200-25-88
+7 (812) 380-88-48
+7 (495) 661-48-88
Заказать звонок
Войти
Сравнение0
Отложенные 0
Корзина 0
Каталог
  • Лазерное оборудование
    • Лазерные станки для резки металла открытого типа
    • Лазерные станки для резки металла с кабинетной защитой
    • Лазерные станки для резки труб и профилей
    • Комбинированные станки для лазерной резки металла и труб
    • Сверхмощные лазерные установки 6-60 кВт
    • Широкоформатные лазерные станки
    • Установки лазерной резки с рулонной подачей
    • Аппараты лазерной сварки
    • Аппараты лазерной очистки
    • Промышленные лазерные роботы манипуляторы
    • Лазерные станки для резки объемных деталей сложной формы
    • Производственные линии для лазерной резки балочного и профильного металлопроката (тавр, двутавр, швеллер)
  • Оборудование в наличии
  • Металлообрабатывающее оборудование
    • Шлифовальные станки для листового металла
    • Листогибочные прессы
  • Сопутствующее оборудование
    • Чиллеры
    • Лазерные источники
    • Лазерные головы
      • Лазерные головы RayTools
      • Лазерные головы BOCI
  • Расходные материалы
    • Линзы
    • Сопла
Компания
  • О производителе
  • О компании Технограв
  • Шоурум «Технограв»
  • Видео отзывы клиентов
  • Новости
  • Контакты
Референс
Выставки
Лизинг
  • Доставка и оплата
Комплексные поставки
Сервис
Новости
Статьи
Контакты
+  ЕЩЕ

    Компания ТЕХНОГРАВ – Генеральный партнер

    Каталог
    По всему сайту
    По каталогу
    $1 = 79.75 ¥1 = 11.09
    sales@senfeng.ru
    8 (800) 200-25-88
    8 (800) 200-25-88
    +7 (812) 380-88-48
    +7 (495) 661-48-88
    Заказать звонок
    Сравнение0 Отложенные 0 Корзина 0

    Компания
    ТЕХНОГРАВ –
    Генеральный партнер

    8 (800) 200-25-88
    $1 = 79.75 ¥1 = 11.09
    • Каталог
      • Назад
      • Каталог
      • Лазерное оборудование
        • Назад
        • Лазерное оборудование
        • Лазерные станки для резки металла открытого типа
        • Лазерные станки для резки металла с кабинетной защитой
        • Лазерные станки для резки труб и профилей
        • Комбинированные станки для лазерной резки металла и труб
        • Сверхмощные лазерные установки 6-60 кВт
        • Широкоформатные лазерные станки
        • Установки лазерной резки с рулонной подачей
        • Аппараты лазерной сварки
        • Аппараты лазерной очистки
        • Промышленные лазерные роботы манипуляторы
        • Лазерные станки для резки объемных деталей сложной формы
        • Производственные линии для лазерной резки балочного и профильного металлопроката (тавр, двутавр, швеллер)
      • Оборудование в наличии
      • Металлообрабатывающее оборудование
        • Назад
        • Металлообрабатывающее оборудование
        • Шлифовальные станки для листового металла
        • Листогибочные прессы
      • Сопутствующее оборудование
        • Назад
        • Сопутствующее оборудование
        • Чиллеры
        • Лазерные источники
        • Лазерные головы
          • Назад
          • Лазерные головы
          • Лазерные головы RayTools
          • Лазерные головы BOCI
      • Расходные материалы
        • Назад
        • Расходные материалы
        • Линзы
        • Сопла
    • Компания
      • Назад
      • Компания
      • О производителе
      • О компании Технограв
      • Шоурум «Технограв»
      • Видео отзывы клиентов
      • Новости
      • Контакты
    • Референс
    • Выставки
    • Лизинг
      • Назад
      • Лизинг
      • Доставка и оплата
    • Комплексные поставки
    • Сервис
    • Новости
    • Статьи
    • Контакты
    • Личный кабинет
    • Корзина0
    • Отложенные0
    • Сравнение товаров0
    • 8 (800) 200-25-88
      • Назад
      • Телефоны
      • 8 (800) 200-25-88
      • +7 (812) 380-88-48
      • +7 (495) 661-48-88
      • Заказать звонок
    Контактная информация
    Проектируемый проезд №4062, дом 6 строение 2
    sales@senfeng.ru
    • Вконтакте
    • Telegram
    • YouTube
    • Яндекс.Дзен

    Что такое волоконный лазер и каков его принцип работы?

    Главная
    —
    Статьи
    —Что такое волоконный лазер и каков его принцип работы?
    Компания "Технограв"
    6 июля 2020 20:52
    Что такое волоконный лазер и каков его принцип работы?

    Волоконный лазер - это лазер, в котором активной средой усиления является оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами, такими как эрбий, иттербий, неодим, диспрозий, празеодим, тулий и гольмий. Они связаны с легированными волоконными усилителями, которые обеспечивают усиление света без излучения. Нелинейности волокна, такие как стимулированное комбинационное рассеяние или четырехволновое смешение, также могут обеспечивать усиление и, таким образом, служить средой усиления для волоконного лазера.

    Преимущества и применение

    Преимущество волоконных лазеров перед другими типами лазеров заключается в том, что лазерное излучение генерируется и доставляется по гибкой среде, что позволяет легче доставлять его к месту фокусировки и цели. Это может быть важно для лазерной резки, сварки и складывания металлов и полимеров. Еще одно преимущество - высокая выходная мощность по сравнению с другими типами лазеров. Волоконные лазеры могут иметь активные области длиной в несколько километров, и поэтому могут обеспечивать очень высокое оптическое усиление. Они могут поддерживать киловаттные уровни непрерывной выходной мощности из-за высокого отношения площади поверхности волокна к его объему, что позволяет эффективно охлаждать его. Волноводные свойства волокна уменьшают или устраняют тепловые искажения оптического пути, обычно создавая дифракционно-ограниченный высококачественный оптический луч. Волоконные лазеры компактны по сравнению с твердотельными или газовыми лазерами сопоставимой мощности, потому что волокно можно сгибать и сворачивать, за исключением более толстых стержневых конструкций, для экономии места. Они имеют более низкую стоимость владения.

    Волоконные лазеры надежны и демонстрируют высокую температурную и колебательную стабильность и увеличенный срок службы. Высокая пиковая мощность и наносекундные импульсы улучшают маркировку и гравировку. Дополнительная мощность и лучшее качество луча обеспечивают более чистые края реза и более высокую скорость резки.

    Другие области применения волоконных лазеров включают обработку материалов, телекоммуникации, спектроскопию, медицину и оружие направленной энергии.

    Конструкция и производство

    В отличие от большинства других типов лазеров, полость лазера в волоконных лазерах создается монолитно путем сращивания различных типов волокон; волоконные брэгговские решетки заменяют обычные диэлектрические зеркала для обеспечения оптической обратной связи. Они также могут быть разработаны для работы в одном продольном режиме сверхузких лазеров с распределенной обратной связью (DFB), где фазосдвинутая брэгговская решетка перекрывает среду усиления. Волоконные лазеры накачиваются полупроводниковыми лазерными диодами или другими волоконными лазерами.

    Волокна с двойной оболочкой

    Многие мощные волоконные лазеры основаны на волокне с двойной оболочкой. Усиливающая среда образует сердцевину волокна, которая окружена двумя слоями оболочки. Мода излучения распространяется в сердцевине, а многомодовый луч накачки распространяется во внутреннем слое оболочки. Внешняя оболочка удерживает этот свет накачки. Такое расположение позволяет накачивать сердцевину лучом гораздо большей мощности, чем можно было бы получить, распространяясь в ней, и позволяет преобразовывать свет накачки с относительно низкой яркостью в сигнал гораздо большей яркости. Существует важный вопрос о форме волокна с двойной оболочкой; волокно с круговой симметрией представляется наихудшей из возможных конструкций. Конструкция должна позволять сердечнику быть достаточно маленьким, чтобы поддерживать только несколько (или даже одну) мод. Она должна обеспечивать достаточную оболочку, чтобы ограничить сердцевину и секцию оптического насоса на относительно коротком участке волокна.

    Коническое волокно с двойной оболочкой (T-DCF) имеет коническую сердцевину и оболочку, что позволяет масштабировать мощность усилителей и лазеров без неустойчивости режима теплового линзирования.

    Увеличение мощности

    Недавние разработки в технологии волоконных лазеров привели к быстрому и значительному росту достигнутой дифракционно-ограниченной мощности пучка от твердотельных лазеров с диодной накачкой. Благодаря внедрению волокон с большой модовой областью (LMA), а также постоянным достижениям в области диодов высокой мощности и высокой яркости, мощность непрерывных одномодовых лазеров на Yb-допированном волокне выросла со 100 Вт в 2001 году до более 20 кВт. В 2014 году волоконный лазер с комбинированным лучом продемонстрировал мощность 30 кВт.

    Волоконные лазеры высокой средней мощности обычно состоят из относительно маломощного задающего генератора, или затравочного лазера, и схемы усилителя мощности (MOPA). В усилителях для сверхкоротких оптических импульсов пиковая интенсивность может стать очень высокой, так что могут возникнуть вредные нелинейные искажения импульса или даже разрушение среды усиления или других оптических элементов. Этого обычно удается избежать, используя усиление чирпированных импульсов (CPA). Современные технологии мощных волоконных лазеров с использованием усилителей стержневого типа достигли мощности 1 кВт с импульсами 260 фс, добились выдающегося прогресса и обеспечили практическое решение большинства этих проблем.

    Однако, несмотря на привлекательные характеристики волоконных лазеров, при масштабировании мощности возникает несколько проблем. Наиболее существенными из них являются тепловое линзирование и сопротивление материала, нелинейные эффекты, такие как стимулированное комбинационное рассеяние (SRS), стимулированное бриллюэновское рассеяние (SBS), неустойчивость мод и низкое качество выходного пучка.

    Основной подход к решению проблем, связанных с увеличением выходной мощности импульсов, заключался в увеличении диаметра сердцевины волокна. Были разработаны специальные активные волокна с большими модами, чтобы увеличить отношение поверхности к активному объему активного волокна и, следовательно, улучшить рассеивание тепла, позволяющее масштабировать мощность.


    Специально разработанные структуры с двойной оболочкой были использованы для снижения требований к яркости мощных диодов накачки путем управления распространением и поглощением накачки между внутренней оболочкой и сердцевиной.

    Для увеличения мощности было разработано несколько типов активных волокон с большой эффективной модовой областью (LMA), включая волокна LMA с сердцевиной с низкой апертурой, микроструктурированные волокна стержневого типа со спиральной сердцевиной или хирально-связанные волокна, а также конические волокна с двойной оболочкой (T-DCF). Диаметр поля мод (MFD), достигаемый с помощью этих технологий с низкой апертурой, обычно не превышает 20-30 мкм. Микроструктурированное волокно стержневого типа имеет гораздо больший MFD (до 65 мкм) и хорошие характеристики. Впечатляющая энергия импульса 2,2 мДж была продемонстрирована фемтосекундным MOPA, содержащим волокно с большим шагом (LPF). Однако недостатком систем усиления с LPF являются их относительно длинные (до 1,2 м) негнущиеся волокна стержневого типа, что означает довольно громоздкую и громоздкую оптическую схему. Изготовление НЧ-волокон очень сложное, требующее значительной обработки, такой как прецизионное сверление предварительных форм волокна. Волокна LPF очень чувствительны к изгибу, что означает снижение прочности и портативности.

    Блокировка режимов

    В дополнение к типам блокировки режимов, используемым в других лазерах, волоконные лазеры можно пассивно блокировать режимы, используя двулучепреломление самого волокна.Нелинейный оптический эффект Керра вызывает изменение поляризации, которая меняется в зависимости от интенсивности света. Это позволяет поляризатору в полости лазера действовать как насыщающийся поглотитель, блокируя свет низкой интенсивности, но пропуская свет высокой интенсивности с небольшим затуханием. Это позволяет лазеру формировать импульсы с модовой блокировкой, а затем нелинейность волокна еще больше формирует каждый импульс в ультракороткий оптический солитонный импульс.

    Полупроводниковые зеркала с насыщающимися поглотителями (SESAM) также могут быть использованы для блокировки мод волоконных лазеров. Основное преимущество SESAM перед другими методами насыщающегося поглощения заключается в том, что параметры поглотителя можно легко настроить для удовлетворения потребностей конкретной конструкции лазера. Например, флюенс насыщения можно контролировать, изменяя отражательную способность верхнего отражателя, а глубину модуляции и время восстановления можно настроить, изменяя условия низкотемпературного выращивания слоев поглотителя. Такая свобода проектирования еще больше расширила применение SESAMs в моделировании волоконных лазеров, где требуется относительно высокая глубина модуляции для обеспечения самозапуска и стабильности работы. Были успешно продемонстрированы волоконные лазеры, работающие на длинах волн 1 мкм и 1,5 мкм.

    Графеновые насыщающиеся поглотители также использовались для блокировки мод волоконных лазеров. Насыщенное поглощение графена не очень чувствительно к длине волны, что делает его полезным для перестраиваемых лазеров с блокировкой режимов.

    Волоконные лазеры с темными солитонами

    В немодовом режиме блокировки был успешно создан темный солитонный волоконный лазер с использованием эрбиевого волоконного лазера со всей нормальной дисперсией и поляризатором внутри полости. Экспериментальные результаты показывают, что помимо яркого импульсного излучения, при соответствующих условиях волоконный лазер может также излучать одиночные или множественные темные импульсы. На основе численного моделирования образование темных импульсов в лазере может быть результатом формирования темных солитонов.

    Многоволновые волоконные лазеры

    Многоволновое излучение в волоконном лазере продемонстрировало одновременный синий и зеленый когерентный свет с использованием оптического волокна ZBLAN. Лазер с торцевой накачкой был основан на оптической среде усиления с апконверсией, использующей полупроводниковый лазер с большей длиной волны для накачки фторидного волокна, легированного Pr3+/Yb3+, в котором для формирования резонатора использовались диэлектрические зеркала с покрытием на каждом конце волокна.

    Волоконные дисковые лазеры

    Еще один тип волоконных лазеров - волоконные дисковые лазеры. В таких лазерах насос не заключен в оболочке волокна, но вместо этого свет накачки проходит через сердцевину несколько раз, поскольку она свернута сама в себя. Такая конфигурация подходит для масштабирования мощности, когда используется много источников накачки по периферии катушки.

    Назад к списку
    Задать вопрос
    • О компании
    • Референс
    • Лизинг
    • Сервис
    • Новости
    • Статьи
    • Контакты
    • BOCI 4
    • CypCut 2
    • Erefat 1
    • Hanli 1
    • HypCut 1
    • Raycus 2
    • Raytools 1
    • TubePro 1
    • О компании "Технограв" 1
    • О компании Senfeng 5
    • Оборудование Senfeng 78
    • Сервисное обслуживание 1
    Теги
    Senfeng senfeng безопасность завод лазерное излучение лазерное оборудование лазерные станки лазерные технологии лазерный луч монохроматичность оптическое волокно очки ПНР стандарты тепловая энергия электромагнитные волны
    Будьте в курсе наших акций и новостей
    Подписаться
    Ваш менеджер
    Отдел продаж
    8 (800) 200-25-88
    Задать вопрос
    Новости
    20 мая 2025
    "Технограв" приглашает на главное отраслевое событие года - выставку "Металлообработка-2025"!
    19 мая 2025
    На выставке "Металлообработка-2025" компания "Технограв" предложит специальные цены на мощные лазерные станки Senfeng серии Н4 (20 кВт) и серии НС (6 кВт)!
    18 апреля 2025
    На склад "Технограв" в Санкт-Петербурге прибыли высокомощные лазерные установки Senfeng серии H4 (20 кВт) с большим рабочим полем
    Статьи
    30 апреля 2025
    Как «Технограв» стал генеральным партнером Senfeng и сделал его брендом №1 в России
    13 февраля 2025
    Технологии и конструктивные особенности лазерных станков Senfeng (часть 2)
    28 декабря 2024
    Технологии и конструктивные особенности лазерных станков Senfeng (часть I)
    Каталог
    О компании
    Референс
    Лизинг
    Сервис
    Новости
    Контакты
    Доставка и оплата
    Компания
    О производителе
    О компании Технограв
    Шоурум «Технограв»
    Видео отзывы клиентов
    Новости
    Контакты
    Информация
    О компании
    Новости
    Видео отзывы клиентов
    Контакты
    Помощь
    Обзоры
    Подписаться на рассылку
    Центральный офис
    8 (800) 200-25-88
    8 (800) 200-25-88
    +7 (812) 380-88-48
    sales@senfeng.ru
    г. Санкт-Петербург, Пискаревский пр. д. 63 (БЦ “КВАРЦ”)
    Московский офис
    +7 (495) 661-48-88
    sales@senfeng.ru
    г. Москва, Проектируемый проезд №4062, дом 6 строение 2 (БЦ "PortPlaza")
    • Вконтакте
    • Telegram
    • YouTube
    • Яндекс.Дзен
    2025 © SENFENG - оборудование для автоматизации металлообрабатывающего производства.
    Каталог
    По всему сайту
    По каталогу