לייזרים סיבים מהווים נתח גדל והולך של הלייזרים התעשייתיים משנה לשנה בשל המבנה הפשוט שלהם, העלות הנמוכה, יעילות המרה אלקטרו-אופטית גבוהה והשפעות פלט טובות. על פי הסטטיסטיקה, לייזרים סיבים היוו 52.7% משוק הלייזר התעשייתי בשנת 2020.
בהתבסס על המאפיינים של קרן הפלט, ניתן לחלק לייזרים סיבים לשתי קטגוריות:לייזר מתמשךולייזר דופק. מהם ההבדלים הטכניים בין השניים, ולאילו תרחישי יישום מתאימים כל אחד מהם? להלן השוואה פשוטה של יישומים במצבים כלליים.
כפי שהשם מרמז, תפוקת הלייזר על ידי לייזר סיב רציף היא רציפה, והכוח נשמר ברמה קבועה. הספק זה הוא הספק המדורג של הלייזר.היתרון של לייזרים סיבים רציפים הוא פעולה יציבה לטווח ארוך.
הלייזר של לייזר דופק הוא "לסירוגין". כמובן, זמן לסירוגין זה הוא לעתים קרובות מאוד קצר, בדרך כלל נמדד באלפיות שניות, מיקרו-שניות, או אפילו ננו-שניות ופיקו-שניות. בהשוואה ללייזר מתמשך, עוצמת הלייזר הדופק משתנה כל הזמן, כך שיש מושגים של "קודקוד" ו"שוקת".
באמצעות אפנון פולסים ניתן לשחרר את הלייזר הדופק במהירות ולהגיע להספק מרבי במיקום השיא, אך עקב קיומה של השוקת, ההספק הממוצע נמוך יחסית.ניתן להעלות על הדעת שאם ההספק הממוצע זהה, שיא ההספק של לייזר הדופק יכול להיות גדול בהרבה מזה של הלייזר הרציף, ולהשיג צפיפות אנרגיה גדולה יותר מהלייזר הרציף, מה שמתבטא ביכולת החדירה הגדולה יותר ב עיבוד מתכת. יחד עם זאת, זה מתאים גם לחומרים רגישים לחום שאינם יכולים לעמוד בחום גבוה מתמשך, כמו גם כמה חומרים בעלי השתקפות גבוהה.
באמצעות מאפייני כוח המוצא של השניים, אנו יכולים לנתח את ההבדלים ביישום.
לייזרים סיבי CW מתאימים בדרך כלל ל:
1. עיבוד ציוד גדול, כגון מכונות רכב ואוניות, חיתוך ועיבוד של לוחות פלדה גדולים ואירועי עיבוד אחרים שאינם רגישים להשפעות תרמיות אך רגישים יותר לעלות
2. משמש בחיתוך וקרישה כירורגית בתחום הרפואי, כגון דימום דם לאחר ניתוח וכד'.
3. בשימוש נרחב במערכות תקשורת סיבים אופטיים להעברת אותות והגברה, עם יציבות גבוהה ורעש פאזה נמוך
4. משמש ביישומים כגון ניתוח ספקטרלי, ניסויים בפיזיקה אטומית ולידאר בתחום המחקר המדעי, מספק הספק גבוה ותפוקת לייזר באיכות קרן גבוהה
לייזר סיבים פועם מתאימים בדרך כלל ל:
1. עיבוד מדויק של חומרים שאינם יכולים לעמוד בהשפעות תרמיות חזקות או חומרים שבירים, כגון עיבוד שבבים אלקטרוניים, זכוכית קרמית וחלקים ביולוגיים רפואיים
2. החומר בעל רפלקטיביות גבוהה ויכול בקלות לפגוע בראש הלייזר עצמו עקב השתקפות. לדוגמה, עיבוד של חומרי נחושת ואלומיניום
3. טיפול פני השטח או ניקוי מבחוץ של מצעים שניזוקו בקלות
4. עיבוד מצבים הדורשים הספק גבוה לטווח קצר וחדירה עמוקה, כגון חיתוך לוחות עבים, קידוח חומר מתכת וכו'.
5. מצבים שבהם יש להשתמש בפולסים כמאפייני אות. כגון תקשורת סיבים אופטיים וחיישני סיבים אופטיים וכו'.
6. משמש בתחום הביו-רפואי לניתוחי עיניים, טיפול בעור וחיתוך רקמות וכו', עם איכות קרן גבוהה וביצועי אפנון
7. בהדפסת תלת מימד, ניתן להשיג ייצור חלקי מתכת עם דיוק גבוה יותר ומבנים מורכבים
8. נשק לייזר מתקדם וכו'.
ישנם כמה הבדלים בין לייזרים סיבים פולסים לבין לייזרים סיבים רציפים מבחינת עקרונות, מאפיינים טכניים ויישומים, וכל אחד מהם מתאים לאירועים שונים. לייזרים סיבים פולסים מתאימים ליישומים הדורשים שיא הספק וביצועי אפנון, כגון עיבוד חומרים וביו-רפואה, בעוד שלייזרי סיבים רציפים מתאימים ליישומים הדורשים יציבות גבוהה ואיכות קרן גבוהה, כגון תקשורת ומחקר מדעי. בחירת סוג לייזר סיב מתאים על בסיס צרכים ספציפיים תעזור לשפר את יעילות העבודה ואיכות היישום.
זמן פרסום: 29 בדצמבר 2023
