מהן המאפיינים של לייזרים סיבים בעלי הספק גבוה?

לייזרים סיבים הספק גבוההראו גם פוטנציאל יישום גדול בחקר אנרגיה, מכשירים מדעיים גדולים, מדעי החלל, מדעי הסביבה ותחומים אחרים, ויהפכו לכלי רב עוצמה עבור בני אדם להבין ולשנות את העולם.

היתרונות של לייזרים סיבים בעלי הספק גבוה הם כדלקמן.

(1) איכות האלומה טובה. מבנה מוליך הגל של הסיב קובע שקל להשיג פלט מצב רוחבי יחיד של לייזר הסיבים, והוא מושפע פחות מגורמים חיצוניים, ויכול להשיג פלט לייזר בהירות גבוהה.

(2) יעילות גבוהה. לייזרים סיבים יכולים להשיג יעילות המרת אור לאור לאור על ידי בחירת לייזר מוליכים למחצה התואם את אורך הגל הפליטה ואת מאפייני הקליטה של ​​יסודות אדמה נדירים מסוממים כמקור המשאבה. עבור לייזרים סיבים גבוהים המסוימים באיטרביום, נבחרים בדרך כלל לייזרים מוליכים למחצה של 915 ננומטר או 975 ננומטר. בשל מבנה רמת האנרגיה הפשוט של Yb3 plus, לעתים נדירות מתרחשות תופעות כמו המרה כלפי מעלה, ספיגת מצב נרגש וריבוי ריכוזים, ואורך חיי הקרינה ארוך. ניתן לאגור אנרגיה ביעילות כדי להשיג פעולה בעוצמה גבוהה. היעילות האלקטרו-אופטית הכוללת של לייזרים סיבים מסחריים היא עד 25 אחוזים, מה שמסייע להפחתת עלויות, חיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה.

(3) מאפייני פיזור חום טובים. לייזרי סיבים משתמשים בסיבים מוארכים מסוממים באלמנטים של אדמה נדירה כאמצעי רווח לייזר, בעלי יחס שטח פנים לנפח גדול מאוד. זה בערך פי 1000 מזה של לייזר בלוק מוצק, ויש לו יתרון טבעי בפיזור חום. במקרה של הספק בינוני ונמוך, אין צורך בקירור מיוחד של הסיב האופטי. במקרה של הספק גבוה, קירור מים משמש לפיזור חום, מה שיכול גם למנוע ביעילות את הפגיעה באיכות האלומה וביעילות הנגרמת על ידי השפעות תרמיות בלייזרים במצב מוצק.

(4) מבנה קומפקטי ואמינות גבוהה. מכיוון שלייזר הסיבים משתמש בסיב קטן ורך כמדיום הרווח של הלייזר, מועיל לדחוס את הנפח ולחסוך בעלויות. מקור המשאבה משתמש גם בלייזר מוליכים למחצה שגודלו קטן וקל למודולריזציה. בדרך כלל ניתן להפיק מוצרים מסחריים עם צמות. בשילוב עם התקנים סיבים אופטיים כגון רשתות סיבים בראג, כל המכשירים הללו יכולים להיות סיבים אופטיים מלאים כל עוד הם מתמזגים זה עם זה. יש להם חסינות גבוהה להפרעות סביבתיות ויציבות גבוהה, מה שיכול לחסוך זמן תחזוקה ועלויות.

יישומים אופייניים של לייזרים סיבים בעלי הספק גבוה

בשל היתרונות של איכות קרן טובה, יעילות אלקטרו-אופטית גבוהה, מבנה קומפקטי ואמינות טובה, ללייזרי סיבים יש ביצועים מצוינים בכל ההיבטים של עיבוד תעשייתי, טיפול רפואי, חישה מרחוק, אבטחה, מחקר מדעי ותחומים נוספים.

בתחום התעשייתי ניתן לחלק את לייזרים סיבים לשלוש רמות לפי הספק פלט: לייזרים סיבים בעלי הספק נמוך (<50 watts), mainly used in microstructure processing, laser marking, resistance adjustment, precision drilling, metal engraving, etc.; medium-power fiber lasers (50-500 watts), mainly used in drilling, welding, cutting and surface treatment of thin metal plates; high-power fiber lasers (>1000 וואט), משמש בעיקר בחיתוך לוחות מתכת עבים, ציפוי משטח מתכת, עיבוד תלת מימדי של לוחות מיוחדים וכו'. ניתן לשלב היטב את התכונה הגמישה של הסיב האופטי עם זרוע הרובוט כדי לעמוד בדרישות היישום של שונות תעשייתיות מורכבות סביבות. טכנולוגיית ההדפסה התלת מימדית שהופיעה בשנים האחרונות דורשת במיוחד סוג זה של מערכת לייזר בבהירות גבוהה.

בתחום הרפואי, אורך גל הלייזר האידיאלי הוא 1.3 מיקרון, שניתן להשתמש בו להדמיה אבחנתית; ניתן להשתמש בין 1.5 מיקרון (שיא ספיגה של מים) ל-4 מיקרון לניתוח. עבור יישומים רפואיים, היתרון הגדול ביותר של לייזרים סיבים הוא הגיאומטריה הקומפקטית והניתנת לכיפוף שלהם. מקור אור באורך גל קוהרנטי קצר עם טווח ספקטרלי רחב והספק מוצא גבוה הוא המפתח להשגת מערכת טומוגרפיה אופטית קוהרנטית במהירות גבוהה וברזולוציה גבוהה במיוחד. ללייזרי סיבים מסוממים בארביום וללייזרי סיבי ראמאן המסוימים באיטרביום יש את הדרישות האופייניות לטומוגרפיה קוהרנטית אופטית: קטן וקומפקטי, חזק, סביר, הספק גבוה יחסית ורזולוציה גבוהה ללא יישור אופטי. לייזרים סיבים מסוממים בארביום ולייזרי סיבים מסוממים בתוליום מתאימים היטב ליישומים רפואיים וכירורגיים. החוקרים גילו שהלייזר לא רק יכול לחתוך ולהקריש במהירות רקמות רכות, אלא גם בעל תפקוד המוסטטי באורך גל של 1.94 מיקרון. ובזכות איכות הקרן המעולה של לייזרים סיבים, הניתוח מתבצע בדיוק רב.

בתחום החישה מרחוק, אורך הגל הפלט של לייזרים סיבים אינפרא אדום בינוניים כגון לייזרים סיבים מסוממים ארביום ולייזרי סיבים מסוממים טוליום ממוקם בחלון האטמוספרי, שיכול לעבור באטמוספירה עם אובדן נמוך. בפרט, ללייזרי סיבים מסוממים טוליום קל יותר להשיג תפוקת הספק גבוהה ברצועה בטוחה לעין, ויש להם יותר יתרונות בהגברת הספק. יתרון נוסף של לייזרים סיבים הוא היותם קומפקטיים וניידים, מה שיעזור להפחית את העומס על כלי תעופה או חלל.

בתחום ההגנה הלאומית והצבא, הלייזרים נמצאים בשימוש נרחב בזיהוי מכ"ם, תקשורת מאובטחת, הדרכה והרג. מאז לידתו של הלייזר הסיב, הוא הפך למקור אור מועמד פופולרי עבור הדור החדש של כלי נשק הלייזר בשל יתרונותיו הייחודיים. איכות הקרן הגבוהה של לייזר הסיבים מתאימה במיוחד להעברת שתילי אנרגיה למרחקים ארוכים. בהשוואה למקורות אור אחרים, גודלו הקטן יותר תורם לניידות הגבוהה של פלטפורמת השיגור ומשפר את יכולת ההסתגלות וההישרדות בשדה הקרב. בשדה הקרב באפגניסטן, מערכת ניקוי מוקשים בלייזר "זאוס" של SPATA ביצעה משימות ניקוי מוקשים. מאז 2009, חיל הים האמריקני השתמש שוב ושוב במערכות לייזר סיבים כדי להשמיד כלי טיס בלתי מאוישים, פגזי ארטילריה וספינות קטנות, והוא הותקן על ספינות מלחמה בשנת 2014. בשנת 2012, Rheinmetall, סוחר נשק הגנה גרמני, השיק דו-- מערכת לייזר שפופרת בהספק מוצא של 50 קילוואט, שיירטה והשמידה מטרות כמו מל"טים ופגזי ארטילריה בניסויי הדגמה.

נשק לייזר

נשק לייזר הוא סוג של נשק קונספט חדש שמתפתח במהירות. כלי נשק לייזר פולטים אור לייזר באנרגיה גבוהה אל פני המטרה במהירות האור, ופוגעים במכשירי מפתח כגון זיהוי פוטואלקטרי, ניווט והכוונה, או הופכים את המטרה ל"עיוורת, עיוורת", או להישרף דרך מעטפת הרכב. להפיל אותו, או לפוצץ את הדלק כדי לגרום לו להתפוצץ באוויר, וניתן להשלים את משימת הנזק תוך זמן קצר. מאז לידתו של נשק הלייזר, התפתחותו חווה עליות ומורדות רבים. הבשלות של טכנולוגיות לייזר במצב מוצק כמו לייזרים סיבים הזרימה תנופה חדשה לפיתוח נשק לייזר והפכה למוקד המחקר של מעצמות צבאיות גדולות. נכון לעכשיו, ארצות הברית, בריטניה, רוסיה, גרמניה, הודו ומדינות נוספות השיקו כולן פיתוח של נשק לייזר וביצעו בדיקות נלוות. ממש מעבר לפינה ייכנסו נשק לייזר לשדה הקרב.

טכנולוגיית לייזר סיבים מייצגת את כיוון הפיתוח של לייזר בעוצמה גבוהה ובבהירות גבוהה. הוא משלב באופן אורגני טכנולוגיית סיבי מוליך גל וטכנולוגיית שאיבת לייזר מוליכים למחצה. הלייזר סיב הספק גבוה עם סיב אופטי כמוביל צפוי לענות בעתיד על הדרישה הדחופה ללייזרים בעלי הספק גבוה ויעיל בתחומי ייצור הלייזר המתקדם וההגנה הצבאית. זוהי טכנולוגיה מתקדמת בעלת משמעות אסטרטגית חשובה עבור הכלכלה הלאומית והביטחון הלאומי. לייזרים סיבים הספק גבוה הראו גם פוטנציאל יישום גדול בחקר אנרגיה, מכשירים מדעיים גדולים, מדעי החלל, מדעי הסביבה ותחומים אחרים, ויהפכו לכלי רב עוצמה עבור בני אדם להבין ולשנות את העולם.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.