Что такое оптоволоконный лазер: принцип работы, применение и чем отличается от лазеров CO2

Оптоволоконный лазер (ОЛ) – оборудование, основанное на технологии оптоволокон, которое генерирует и усиливает лазерное излучение. Этот тип лазера относится к наиболее современным и эффективным, находя применение во многих секторах промышленности и научных исследований. Благодаря высокой точности, стабильности и мощности, ОЛ стали незаменимым инструментом выполнения многих процедур.

Механизм действия

Оптоволоконные лазеры относятся к классу оптических квантовых генераторов, которые используют оптическое волокно в качестве активной среды. Они известны как твердотельные лазеры, так как световой пучок проходит через твердое вещество.

Выбор оптоволокна в качестве световода не случайный, так как это материал позволяет непрерывно генерировать высокомощные фотонные импульсы.

Принцип работы волоконного лазера аналогичен другим типам лазеров: энергия излучения из области накачки проходит через активную среду (оптическое волокно) и преобразуется в фотонный поток в области оптического резонанса. Излучение на выходе обладает высокой мощностью. Благодаря низкому углу расходимости пучка света, ОЛ излучают тепловую энергию. Это свойство лежит в основе автоматизированной обработки материалов, и именно на основе него разработаны лазерные станки, предназначенные для выполнения сложных операций.

На сайте компании "СТАНКИ ТРЕЙД" представлен широкий модельный ряд лазерного оборудования от торговой марки Bodor. В рабочей области лазерной резки на данных станках применяются высококачественные лазерные источники от Max Photonics или IPG. Эти устройства гарантируют стабильную работу до 100 000 часов. Лазерное излучение бесперебойно доставляется к точке резки посредством оптоволоконного кабеля.

Области применения

Оптоволоконные лазеры демонстрируют эффективность в различных сферах, включая автомобильное производство, аэрокосмическую промышленность, судостроение, электронику, где критически важны высокая точность и контроль.

1. Машиностроение. В машиностроении оптоволоконные лазеры служат для обработки металлических компонентов, обеспечивая высокую скорость и точность при резке, сварке и маркировке металлов, что способствует производству и сборке машин, станков, инструментов и другого оборудования. Автоматизированный станок лазерной резки BODOR P6020 разработан для быстрой и точной обработки листовых металлов, включая нержавеющую и углеродистую стали, латунь, алюминий и многие другие материалы. Этот станок оснащен функцией вырезки отверстий различных форм, предоставляя беспрецедентную гибкость в процессе производства.
2. Автомобильная отрасль. В производстве автомобилей оптоволоконные станки используются для сварки и резки металлических заготовок, что позволяет высокоточно формировать детали кузова, создавать отверстия и осуществлять сварку рам и других металлических узлов.
3. Металлообработка и строительство. В металлообработке и строительстве лазерное оборудование позволяет создавать точные отверстия, резать профили и конструкции, а также сваривать металлические узлы в рамках строительных проектов. Лазерный труборез Bodor Т230 Max/IPG обеспечивает скоростную резку труб любых диаметров, что значительно повышает производительность металлообрабатывающих предприятий.
4. Ювелирное дело. В изготовлении ювелирных изделий из золота, серебра и платины лазерные станки обеспечивают контроль при формировании сложных дизайнов, нанесении гравировок и маркировке. Компактный станок с ЧПУ BODOR i5, оснащенный волоконным лазером от MAX, специализируется на точной лазерной резке листового материала. Помимо резки, данный станок обладает функцией гравировки на металлической поверхности.
5. Медицинская техника. ОЛ находят применение в медицинской технике для обработки металлических компонентов и деталей. Они используются для создания точных отверстий, резки и сварки металлических имплантов, инструментов и других медицинских устройств.

Это лишь некоторые из множества областей применения оптоволоконных лазеров, и их использование продолжает расширяться по мере развития технологий и научных исследований.

Отличия от CO2 лазеров

Оптоволоконные и CO2 лазеры отличаются конструкцией и принципом работы. Вот основные различия между ними:

• Источник излучения. Волоконные лазеры используют полупроводниковые или волоконные усилители в качестве источника излучения, в то время как CO2 лазеры работают на основе газовых смесей, содержащих углекислый газ (CO2).
• Длина волны. Оптоволоконное оборудование работает в ближнем инфракрасном диапазоне с длиной волны около 1 мкм. Газовые аналоги имеют длину волны около 10,6 мкм, что относится к дальнему инфракрасному диапазону.
• Эффективность. Оптоволоконные станки обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в лазерное излучение, обычно превышающей 30%. Другие имеют более низкую эффективность, обычно составляющую 10-20%.
• Мощность. Волоконное оборудование обычно имеет мощность от нескольких ватт до нескольких киловатт, в то время как CO2 аналоги способны генерировать значительно более высокую мощность в диапазоне от нескольких десятков ватт до нескольких сотен киловатт.
• Области применения. Оптоволоконные лазеры широко используются в областях, где требуется абсолютная точность и скорость обработки – медицине, электронике, коммуникациях и производстве мелких деталей. CO2 лазеры нашли применение в обработке различных материалов, включая металлы, дерево, пластик и ткани.
• Точность обработки. ОЛ обладают высокой точностью и имеют малую зону влияния, что делает их идеальными для микрообработки и прецизионной обработки. Газовые аналоги подходят для грубой и быстрой обработки материалов, таких как резка, сварка или гравировка.

Выбор между оптоволоконными и CO2 лазерами зависит от конкретных требований производства, особенностей материалов, которые требуется обработать, и ожидаемых результатов.

Заключение

Оптоволоконные лазеры преобразовали современную промышленность, обеспечивая непревзойденную точность и эффективность в обработке материалов. Их гибкость позволяет применять оборудование в широком диапазоне отраслей, включая металлообработку, полупроводниковую и авиационную промышленность.

Их влияние и значение продолжают расти по мере того, как исследователи и инженеры изыскивают новые способы использования и улучшения технологии оптоволоконных лазеров. Скоростные и энергоэффективные лазеры не только сокращают время и затраты на производство, но и снижают воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными методами обработки.

Компания "СТАНКИ ТРЕЙД" предлагает богатый ассортимент лазерного оборудования. Каждая модель гарантирует полную безопасность обслуживающего персонала, максимальную автоматизацию производственных процессов, точную настройку каждой операции. В каталоге можно выбрать станок, который сможет обеспечить выполнение промышленных задач с высокой производительностью и эффективностью.