כיצד לבחור בין לייזר סיבים רציף ללייזר סיבים פולסים?

לייזרי סיבים מהווים נתח הולך וגדל של לייזרים תעשייתיים משנה לשנה בשל המבנה הפשוט שלהם, עלותם הנמוכה, יעילות ההמרה האלקטרו-אופטית הגבוהה והשפעות התפוקה הטובות שלהם. על פי נתונים סטטיסטיים, לייזרי סיבים היוו 52.7% משוק הלייזרים התעשייתיים בשנת 2020.

בהתבסס על מאפייני קרן הפלט, ניתן לחלק לייזרי סיבים לשתי קטגוריות:לייזר רציףולייזר דופקמהם ההבדלים הטכניים בין השניים, ולאילו תרחישי יישום כל אחד מהם מתאים? להלן השוואה פשוטה של ​​יישומים במצבים כלליים.

כפי שהשם מרמז, פלט הלייזר מלייזר סיב רציף הוא רציף, וההספק נשמרת ברמה קבועה. הספק זה הוא ההספק המדורג של הלייזר.היתרון של לייזרי סיבים רציפים הוא פעולה יציבה לטווח ארוך.

לייזר הפולס הוא "לסירוגין". כמובן, זמן לסירוגין זה הוא לרוב קצר מאוד, ונמדד בדרך כלל במילישניות, מיקרושניות, או אפילו ננו-שניות ופיקו-שניות. בהשוואה ללייזר רציף, עוצמת לייזר הפולס משתנה כל הזמן, ולכן ישנם מושגים של "שיא" ו"שקע".

באמצעות אפנון פולסים, ניתן לשחרר את הלייזר הפועם במהירות ולהגיע להספק מקסימלי במיקום השיא, אך בשל קיומו של שוקת, ההספק הממוצע נמוך יחסית.ניתן להעלות על הדעת שאם ההספק הממוצע זהה, שיא ההספק של לייזר הפולסים יכול להיות גדול בהרבה מזה של הלייזר הרציף, ולהשיג צפיפות אנרגיה גדולה יותר מאשר הלייזר הרציף, דבר המתבטא ביכולת חדירה גדולה יותר בעיבוד מתכות. יחד עם זאת, הוא מתאים גם לחומרים רגישים לחום שאינם עומדים בחום גבוה מתמשך, כמו גם לחומרים מסוימים בעלי רפלקטיביות גבוהה.

באמצעות מאפייני הספק המוצא של השניים, נוכל לנתח את ההבדלים ביישומים.

לייזרי סיבים CW מתאימים בדרך כלל ל:

1. עיבוד ציוד גדול, כגון מכונות רכב וספינה, חיתוך ועיבוד של לוחות פלדה גדולים, ואירועי עיבוד אחרים שאינם רגישים להשפעות תרמיות אך רגישים יותר לעלות.

2. משמש בחיתוך כירורגי וקרישה בתחום הרפואי, כגון המוסטאזיס לאחר ניתוח וכו'.

3. בשימוש נרחב במערכות תקשורת סיבים אופטיים להעברת אותות והגברה, עם יציבות גבוהה ורעש פאזה נמוך

4. בשימוש ביישומים כגון ניתוח ספקטרלי, ניסויים בפיזיקה אטומית ולידר בתחום המחקר המדעי, ומספק פלט לייזר בעל עוצמה גבוהה ואיכות קרן גבוהה.

לייזרי סיבים פועמים מתאימים בדרך כלל ל:

1. עיבוד מדויק של חומרים שאינם עומדים בפני השפעות תרמיות חזקות או חומרים שבירים, כגון עיבוד שבבים אלקטרוניים, זכוכית קרמית וחלקים ביולוגיים רפואיים

2. לחומר יש רפלקטיביות גבוהה והוא יכול בקלות לגרום נזק לראש הלייזר עצמו עקב רפלקציה. לדוגמה, עיבוד של חומרי נחושת ואלומיניום

3. טיפול פני השטח או ניקוי החלק החיצוני של מצעים שניזוקים בקלות

4. מצבי עיבוד הדורשים הספק גבוה לטווח קצר וחדירה עמוקה, כגון חיתוך לוחות עבים, קידוח חומרי מתכת וכו'.

5. מצבים בהם יש להשתמש בפולסים כמאפייני אות. כגון תקשורת סיבים אופטיים וחיישני סיבים אופטיים וכו'.

6. בשימוש בתחום הביו-רפואי לניתוחי עיניים, טיפולי עור וחיתוך רקמות וכו', עם איכות קרן גבוהה וביצועי אפנון

7. בהדפסה תלת-ממדית, ניתן להשיג ייצור חלקי מתכת בדיוק רב יותר ובמבנים מורכבים

8. כלי נשק לייזר מתקדמים וכו'.

ישנם כמה הבדלים בין לייזרי סיבים פולסים ללייזרי סיבים רציפים מבחינת עקרונות, מאפיינים טכניים ויישומים, וכל אחד מהם מתאים לאירועים שונים. לייזרי סיבים פולסים מתאימים ליישומים הדורשים הספק שיא וביצועי אפנון, כגון עיבוד חומרים וביו-רפואה, בעוד שליזרי סיבים רציפים מתאימים ליישומים הדורשים יציבות גבוהה ואיכות אלומה גבוהה, כגון תקשורת ומחקר מדעי. בחירת סוג לייזר הסיבים הנכון בהתבסס על צרכים ספציפיים תעזור לשפר את יעילות העבודה ואת איכות היישום.