Seçim için referanstek modlu fiber lazer
Pratik uygulamalarda, uygun bir tek modlu seçimfiber lazerPerformansının belirli uygulama gereksinimlerine, çalışma ortamına ve bütçe kısıtlamalarına uygun olmasını sağlamak için çeşitli parametrelerin sistematik olarak değerlendirilmesini gerektirir. Bu bölüm, gereksinimlere dayalı pratik bir seçim metodolojisi sunacaktır.
Uygulama senaryolarına dayalı seçim stratejisi
Performans gereksinimlerilazerlerFarklı uygulama senaryolarında önemli ölçüde değişiklik gösterir. Seçimdeki ilk adım, uygulamanın temel gereksinimlerini netleştirmektir.
Hassas malzeme işleme ve mikro-nano üretim: Bu tür uygulamalar arasında ince kesim, delme, yarı iletken gofret dilimleme, mikron seviyesinde işaretleme ve 3D baskı vb. yer alır. Işın kalitesi ve odaklanmış nokta boyutu için son derece yüksek gereksinimlere sahiptirler. M² faktörü 1'e mümkün olduğunca yakın (örneğin <1,1) bir lazer seçilmelidir. Çıkış gücü, malzeme kalınlığına ve işlem hızına bağlı olarak belirlenmelidir. Genellikle, onlarca ila yüzlerce watt arasında değişen bir güç, çoğu mikro işlemenin gereksinimlerini karşılayabilir. Dalga boyu açısından, yüksek emilim oranı ve watt başına düşük lazer gücü maliyeti nedeniyle 1064 nm, çoğu metal malzeme işleme için tercih edilen seçenektir.
Bilimsel araştırma ve yüksek hassasiyetli ölçüm: Uygulama senaryoları arasında optik cımbızlar, soğuk atom fiziği, yüksek çözünürlüklü spektroskopi ve interferometri yer almaktadır. Bu alanlarda genellikle lazerlerin monokromatikliği, frekans kararlılığı ve gürültü performansı konusunda aşırı bir arayış söz konusudur. Dar çizgi genişliğine (hatta tek frekansa) ve düşük yoğunluklu gürültüye sahip modellere öncelik verilmelidir. Dalga boyu, belirli bir atom veya molekülün rezonans çizgisine göre seçilmelidir (örneğin, rubidyum atomlarını soğutmak için genellikle 780 nm kullanılır). Girişim deneylerinde genellikle bias koruma çıkışı gereklidir. Güç gereksinimi genellikle yüksek değildir ve birkaç yüz milivat ile birkaç watt genellikle yeterlidir.
Tıp ve biyoteknoloji: Uygulama alanları arasında oftalmik cerrahi, cilt tedavisi ve floresan mikroskopi görüntüleme yer almaktadır. Göz güvenliği en önemli husustur, bu nedenle göz güvenliği aralığında olan 1550 nm veya 2 μm dalga boyuna sahip lazerler sıklıkla tercih edilir. Tanısal uygulamalar için güç kararlılığına dikkat edilmelidir; tedavi uygulamaları için ise tedavi derinliğine ve enerji gereksinimlerine göre uygun güç seçilmelidir. Optik iletimin esnekliği bu tür uygulamalarda büyük bir avantajdır.
İletişim ve Algılama: Fiber optik algılama, lidar ve uzay optik iletişimi tipik uygulamalardır. Bu senaryolar şunları gerektirir:lazerYüksek güvenilirlik, çevresel uyum ve uzun vadeli kararlılığa sahip olmak için. 1550nm bandı, optik fiberlerdeki en düşük iletim kaybı nedeniyle tercih edilen seçenek haline gelmiştir. Tutarlı algılama sistemleri (örneğin tutarlı lidar) için, yerel osilatör olarak son derece dar çizgi genişliğine sahip doğrusal polarize bir lazer gereklidir.
2. Temel parametrelerin öncelik sıralaması
Çok sayıda parametre karşısında, kararlar aşağıdaki önceliklere göre verilebilir:
Belirleyici parametreler: İlk olarak, dalga boyunu ve ışın kalitesini belirleyin. Dalga boyu, uygulamanın temel gereksinimleri (malzeme emilim özellikleri, güvenlik standartları, atomik rezonans çizgileri) tarafından belirlenir ve genellikle taviz verilemez. Işın kalitesi, uygulamanın temel uygulanabilirliğini doğrudan belirler. Örneğin, hassas işleme, aşırı yüksek M² değerine sahip lazerleri kabul edemez.
Performans parametreleri: İkinci olarak, çıkış gücüne ve hat genişliğine/polarizasyona dikkat edin. Güç, uygulamanın enerji eşiğini veya verimlilik gereksinimlerini karşılamalıdır. Hat genişliği ve polarizasyon özellikleri, uygulamanın özel teknik yoluna (örneğin, girişim veya frekans ikiye katlama olup olmadığına) bağlı olarak belirlenir. Pratik parametreler: Son olarak, kararlılığı (örneğin, uzun vadeli çıkış gücü kararlılığı), güvenilirliği (hatasız çalışma süresi), hacimsel güç tüketimini, arayüz uyumluluğunu ve maliyeti göz önünde bulundurun. Bu parametreler, lazerin gerçek çalışma ortamındaki entegrasyon zorluğunu ve toplam sahip olma maliyetini etkiler.
3. Tek modlu ve çok modlu sistemler arasında seçim ve değerlendirme
Bu makale tek modlu sistemlere odaklanıyor olsa dafiber lazerlerGerçek seçimde tek modlu lazerin gerekliliğini net bir şekilde anlamak çok önemlidir. Bir uygulamanın temel gereksinimleri en yüksek işleme doğruluğu, en küçük ısıdan etkilenen bölge, en üstün odaklama yeteneği veya en uzun iletim mesafesi ise, tek modlu fiber lazer tek doğru seçimdir. Bunun aksine, uygulama esas olarak kalın plaka kaynağı, geniş alanlı yüzey işleme veya kısa mesafeli yüksek güçlü iletimi içeriyorsa ve mutlak doğruluk gereksinimi yüksek değilse, daha yüksek toplam güçleri ve daha düşük maliyetleri nedeniyle çok modlu fiber lazerler daha ekonomik ve pratik bir seçim olabilir.
Yayın tarihi: 12 Kasım 2025