I laser a fibra rappresentano una quota crescente dei laser industriali di anno in anno grazie alla loro struttura semplice, al basso costo, all'elevata efficienza di conversione elettro-ottica e ai buoni risultati in uscita. Secondo le statistiche, nel 2020 i laser a fibra rappresentavano il 52,7% del mercato dei laser industriali.
In base alle caratteristiche del fascio di uscita, i laser a fibra possono essere suddivisi in due categorie:laser continuoElaser a impulsiQuali sono le differenze tecniche tra i due e per quali scenari applicativi sono adatti? Di seguito è riportato un semplice confronto tra le applicazioni in situazioni generali.
Come suggerisce il nome, l'emissione laser di un laser a fibra continua è continua e la potenza viene mantenuta a un livello fisso. Questa potenza è la potenza nominale del laser.Il vantaggio dei laser a fibra continua è il funzionamento stabile a lungo termine.
Il laser a impulsi è "intermittente". Naturalmente, questo tempo di intermittenza è spesso molto breve, solitamente misurato in millisecondi, microsecondi o persino nanosecondi e picosecondi. Rispetto al laser continuo, l'intensità del laser a impulsi cambia costantemente, quindi esistono i concetti di "cresta" e "valore minimo".
Grazie alla modulazione degli impulsi, il laser pulsato può essere rilasciato rapidamente e raggiungere la massima potenza nella posizione di picco, ma a causa della presenza del punto di minimo, la potenza media è relativamente bassa.È ipotizzabile che, a parità di potenza media, il picco di potenza del laser a impulsi possa essere molto maggiore di quello del laser continuo, ottenendo una maggiore densità energetica rispetto al laser continuo, che si riflette in una maggiore capacità di penetrazione nella lavorazione dei metalli. Allo stesso tempo, è adatto anche per materiali sensibili al calore che non possono sopportare temperature elevate e prolungate, così come per alcuni materiali ad alta riflettività.
Attraverso le caratteristiche della potenza in uscita dei due, possiamo analizzare le differenze applicative.
I laser a fibra CW sono generalmente adatti per:
1. Lavorazione di grandi apparecchiature, come macchinari per veicoli e navi, taglio e lavorazione di grandi lastre di acciaio e altre occasioni di lavorazione che non sono sensibili agli effetti termici ma sono più sensibili ai costi
2. Utilizzato nel taglio chirurgico e nella coagulazione in campo medico, ad esempio nell'emostasi dopo interventi chirurgici, ecc.
3. Ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione in fibra ottica per la trasmissione e l'amplificazione del segnale, con elevata stabilità e basso rumore di fase
4. Utilizzato in applicazioni quali analisi spettrale, esperimenti di fisica atomica e lidar nel campo della ricerca scientifica, fornendo un'uscita laser ad alta potenza e alta qualità del fascio
I laser a fibra pulsata sono solitamente adatti per:
1. Lavorazione di precisione di materiali che non possono resistere a forti effetti termici o materiali fragili, come la lavorazione di chip elettronici, vetroceramica e parti biologiche mediche
2. Il materiale ha un'elevata riflettività e può facilmente danneggiare la testa laser stessa a causa della riflessione. Ad esempio, nella lavorazione di materiali in rame e alluminio.
3. Trattamento superficiale o pulizia dell'esterno di substrati facilmente danneggiabili
4. Situazioni di lavorazione che richiedono elevata potenza e profonda penetrazione a breve termine, come il taglio di lamiere spesse, la foratura di materiali metallici, ecc.
5. Situazioni in cui gli impulsi devono essere utilizzati come caratteristiche del segnale. Come comunicazioni in fibra ottica e sensori in fibra ottica, ecc.
6. Utilizzato nel campo biomedico per la chirurgia oculare, il trattamento della pelle e il taglio dei tessuti, ecc., con elevata qualità del fascio e prestazioni di modulazione
7. Nella stampa 3D è possibile ottenere la produzione di parti metalliche con maggiore precisione e strutture complesse
8. Armi laser avanzate, ecc.
Esistono alcune differenze tra i laser a fibra pulsata e quelli a fibra continua in termini di principi, caratteristiche tecniche e applicazioni, e ciascuno è adatto a diverse applicazioni. I laser a fibra pulsata sono adatti ad applicazioni che richiedono potenza di picco e prestazioni di modulazione, come la lavorazione dei materiali e la biomedicina, mentre i laser a fibra continua sono adatti ad applicazioni che richiedono elevata stabilità e alta qualità del fascio, come le comunicazioni e la ricerca scientifica. La scelta del tipo di laser a fibra più adatto alle proprie esigenze specifiche contribuirà a migliorare l'efficienza del lavoro e la qualità dell'applicazione.
Data di pubblicazione: 29 dicembre 2023
