I laser a fibra rappresentano una quota crescente di laser industriali anno dopo anno grazie alla loro struttura semplice, al basso costo, all'elevata efficienza di conversione elettro-ottica e ai buoni effetti di 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 in uscita, i laser fibra possono essere suddivisi in due categorie:laser continuoElaser a impulsi. Quali sono le differenze tecniche tra i due e per quali scenari applicativi sono adatti? Quello che segue è un semplice confronto di 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 del laser a impulsi è “intermittente”. Naturalmente, questo tempo intermittente è spesso molto breve, solitamente misurato in millisecondi, microsecondi o addirittura nanosecondi e picosecondi. Rispetto al laser continuo, l’intensità del laser a impulsi cambia costantemente, quindi esistono i concetti di “cresta” e “fondo”.
Attraverso la modulazione degli impulsi, il laser pulsato può essere rilasciato rapidamente e raggiungere la potenza massima nella posizione di picco, ma a causa dell'esistenza del canale, la potenza media è relativamente bassa.È ipotizzabile che, a parità di potenza media, il picco di potenza del laser pulsato possa essere molto maggiore di quello del laser continuo, ottenendo una densità di energia maggiore rispetto al laser continuo, che si riflette nella maggiore capacità di penetrazione in lavorazione dei metalli. Allo stesso tempo, è adatto anche per materiali sensibili al calore che non possono sopportare un calore elevato e prolungato, nonché per alcuni materiali ad alta riflettività.
Attraverso le caratteristiche di potenza in uscita dei due, possiamo analizzare le differenze applicative.
I laser a fibra CW sono generalmente adatti per:
1. Lavorazione di apparecchiature di grandi dimensioni, come macchinari per veicoli e navi, taglio e lavorazione di grandi lastre di acciaio e altre lavorazioni che non sono sensibili agli effetti termici ma sono più sensibili ai costi
2. Utilizzato nel taglio chirurgico e nella coagulazione in campo medico, come l'emostasi dopo l'intervento chirurgico, 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 qualità del fascio elevata
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, vetro ceramico e parti biologiche mediche
2. Il materiale ha un'elevata riflettività e può facilmente danneggiare la testina laser stessa a causa della riflessione. Ad esempio, la lavorazione di materiali in rame e alluminio
3. Trattamento superficiale o pulizia esterna di substrati facilmente danneggiabili
4. Situazioni di lavorazione che richiedono elevata potenza a breve termine e penetrazione profonda, come il taglio di lastre spesse, la foratura di materiali metallici, ecc.
5. Situazioni in cui è necessario utilizzare gli impulsi come caratteristiche del segnale. Come comunicazioni in fibra ottica e sensori in fibra ottica, ecc.
6. Utilizzato in campo biomedico per chirurgia oculare, trattamento della pelle e taglio dei tessuti, ecc., con elevata qualità del raggio 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 i laser a fibra continua in termini di principi, caratteristiche tecniche e applicazioni, e ciascuno è adatto a diverse occasioni. I laser a fibra pulsata sono adatti per 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 per applicazioni che richiedono elevata stabilità e qualità del raggio elevata, come le comunicazioni e la ricerca scientifica. La scelta del giusto tipo di laser a fibra in base alle esigenze specifiche contribuirà a migliorare l’efficienza del lavoro e la qualità dell’applicazione.
Orario di pubblicazione: 29 dicembre 2023
