كمورد مخصص لمصادر الليزر الألياف ، شاهدت بشكل مباشر التطور الرائع والتطبيق الواسع النطاق لهذه التكنولوجيا عبر مختلف الصناعات. أحد الجوانب الأساسية التي تؤثر بشكل كبير على أداء وقدرات مصدر ليزر الألياف هو بنية الوضع. في هذه المدونة ، سنتعمق في هيكل الوضع ، وأنواعه ، وكيف تؤثر على وظائف مصادر الليزر الألياف.
فهم بنية الوضع في مصادر ليزر الألياف
في سياق مصادر الليزر الألياف ، يشير بنية الوضع إلى توزيع الضوء داخل الألياف البصرية. يمكن أن يوجد الضوء الذي ينتشر من خلال الألياف الضوئية في أنماط أو أوضاع مختلفة ، يتميز كل منها بتوزيع فريد من الحقول الكهربائية والمغناطيسية. تحدد هذه الأوضاع كيفية تصرف شعاع الليزر ، بما في ذلك شكله وتوزيع الشدة وخصائص الانتشار.
يتم تحديد بنية وضع مصدر ليزر الألياف في المقام الأول من خلال خصائص الألياف البصرية ، مثل قطرها الأساسي ، وملف تعريف مؤشر الانكسار ، والطول الموجي للضوء المنقولة. يمكن تحقيق هياكل الوضع المختلفة عن طريق تصميم الألياف بعناية والتحكم في ظروف الإدخال في الليزر.
أنواع الأوضاع في مصادر الليزر الألياف
هناك نوعان رئيسيان من الأوضاع في مصادر الليزر الألياف: الوضع المفرد والوضع متعدد.
الوضع المفرد (SM)
تم تصميم ألياف الوضع المفردة لدعم وضع واحد فقط من انتشار الضوء. في ألياف الوضع الواحد ، يكون القطر الأساسي صغيرًا جدًا ، بترتيب بضعة ميكرومتر. هذا الحجم الأساسي الصغير يقيد الضوء على مسار واحد ، مما يؤدي إلى شعاع موازٍ ومركّز للغاية.
الميزة الرئيسية لمصادر ليزر الألياف الوحيدة الواحدة هي جودة شعاعها الممتازة. يحتوي شعاع الإخراج على توزيع كثافة غوسية ، مما يعني أن الشدة أعلى في وسط الحزمة وتناقص تدريجياً نحو الحواف. هذه الخاصية تجعل الليزر أحادي الوضع مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية ، مثل قطع الليزر ، واللحام ، والتصنيع الدقيق.
تعتمد ليزر [الوحدة النمطية المفردة CW Lasers] (/الألياف - الليزر - الملحقات/الألياف - ليزر - المصدر/الوحدة النمطية - CW - Fiber - Lasers.html) على تقنية الوضع المفرد ، مما يوفر جودة عالية ومستمرة - موجة واسعة من التطبيقات الصناعية. توفر هذه الليزر شعاعًا مستقرًا ومحددًا ، مما يضمن معالجة دقيقة وفعالة.
Multi - الوضع (مم)
من ناحية أخرى ، يمكن أن تدعم ألياف الوضع المتعدد أنماطًا متعددة من انتشار الضوء في وقت واحد. يكون القطر الأساسي لألياف الوضع متعددة الوضع أكبر بكثير من ألياف الوضع الواحد ، والتي تتراوح عادة من 50 إلى 62.5 ميكرومتر أو حتى أكبر.
نظرًا لأن أوضاع متعددة يمكن أن تنتشر عبر الألياف ، فإن شعاع الإخراج لمصدر ليزر الألياف متعدد الوضع له توزيع أكثر تعقيدًا. قد تكون الحزمة أقل مواءمة وأكثر انتشارًا مقارنةً بحزمة الوضع الواحد. ومع ذلك ، يمكن أن توفر الليزر متعدد الوضع مستويات طاقة أعلى ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب طاقة عالية ، مثل معالجة المواد للمواد السميكة والمعالجة السطحية.
العوامل التي تؤثر على بنية الوضع
يمكن أن تؤثر عدة عوامل على بنية وضع مصدر ليزر الألياف:
هندسة الألياف
كما ذكرنا سابقًا ، يلعب المظهر الجانبي للقطر الأساسي ومؤشر الانكسار للألياف البصرية دورًا مهمًا في تحديد بنية الوضع. يعزز القطر الأساسي الأصغر عملية الوضع المفرد ، بينما يسمح القطر الأساسي الأكبر بانتشار الوضع متعدد.
الطول الموجي
يؤثر الطول الموجي للضوء أيضًا على بنية الوضع. قد يكون لأطوال الموجات المختلفة خصائص انتشار مختلفة داخل الألياف ، ويمكن أن يختلف قطر الحقل (MFD) مع الطول الموجي. بالنسبة لألياف معينة ، يزداد MFD عادة مع زيادة الطول الموجي.
ظروف الإدخال
يمكن أن تؤثر الطريقة التي يتم بها حقن الضوء في الألياف على بنية الوضع. يمكن أن تساعد التحكم الدقيق في موضع شعاع الإدخال وزاوية والانحراف في تحديد أوضاع محددة أو تؤثر على توزيع الوضع داخل الألياف.
تأثير بنية الوضع على أداء الليزر
بنية الوضع لها تأثير عميق على أداء مصدر ليزر الألياف في جوانب مختلفة:
جودة الشعاع
كما تمت مناقشته ، توفر الليزر أحادي الوضع جودة شعاع فائقة مقارنة بأشعة الليزر متعددة الوضع. يتيح ملف تعريف شعاع Gaussian لأشعة الليزر المفردة التركيز بشكل أفضل ودقة أعلى في التطبيقات. على النقيض من ذلك ، قد يكون لليزر متعدد الوضع شعاع أوسع مع توزيع كثافة أكثر تعقيدًا ، والذي يمكن أن يحد من دقتها ولكنه يوفر قدرات طاقة أعلى.
توصيل الطاقة
يمكن أن توفر مصادر الليزر الألياف المتعددة الوضع مستويات طاقة أعلى بشكل عام بسبب القدرة على دعم أوضاع متعددة. هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تكون هناك حاجة إلى طاقة عالية ، مثل لحام الاختراق العميق وقطع المواد الثقيلة. لا يزال بإمكان الليزر أحادي الوضع ، مع وجود إمكانات طاقة أقل في بعض الحالات ، توفير الطاقة الكافية للعديد من التطبيقات الدقيقة.
ملاءمة التطبيق
يعتمد اختيار بنية الوضع على متطلبات التطبيق المحددة. على سبيل المثال ، في تصنيع الإلكترونيات الدقيقة ، حيث هناك حاجة إلى نمط دقيق ومعالجة صغيرة الحجم ، فإن الليزر الواحد المفرد هي الخيار المفضل. في صناعات السيارات والفضاء ، حيث تكون معالجة المواد الكبيرة والتطبيقات العالية شائعة ، تكون الليزر متعددة الوضع أكثر ملاءمة.
هياكل الوضع المتخصصة: الليزر النبضي
بالإضافة إلى ليزر الألياف المستمرة - الموجة (CW) ، هناك أيضًا أشعة الليزر الألياف النابضة ، والتي لها هياكل وخصائص وضع فريدة.
س - ليزر الألياف النبضي التبديل
[Q - تم تصميم الليزر الألياف النبضي] (/الألياف - الليزر - الملحقات/الألياف - ليزر - المصدر/Q - التبديل - النبض - الألياف - الليزر. html) لتوليد نبضات عالية ، قصيرة المدة. يتم التحكم بعناية بنية الوضع في هذه الليزر لضمان تخزين الطاقة الفعال والإفراج السريع. أثناء عملية التبديل Q ، يتم "إغلاق" تجويف الليزر في البداية للسماح للطاقة بالتراكم في وسط الكسب. بعد ذلك ، يتم "فتح التجويف" فجأة ، وهو يطلق نبضًا عاليًا.
يؤثر هيكل وضع ليزر الألياف النبضي Q - على عرض النبض ، وقوة الذروة ، ومعدل التكرار. من خلال تحسين خصائص الوضع ، يمكن لهذه الليزر تحقيق عروض نبض قصيرة للغاية (بترتيب النانوستانية) وقوى الذروة العالية ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات مثل وضع علامة بالليزر ، ونقش ، والمواد الدقيقة للمواد الصلبة.
مصدر ليزر رايكوس الألياف النبضي عالي السلطة
لدينا [مصدر ليزر رايكوس ذي الألياف النبضية عالية الطاقة] (/الألياف - الليزر - الملحقات/الألياف - ليزر - المصدر/الطاقة العالية - النبضة - رايكوس - الألياف - ليزر - المصدر. html) مثال رئيسي على الليزر الألياف النابض مع التحكم المتقدم في الوضع. هذه الليزر قادرة على تقديم نبضات ذات طاقة عالية ذات جودة ممتازة ، مما يتيح المعالجة الفعالة لمجموعة واسعة من المواد ، بما في ذلك المعادن والبلاستيك والسيراميك.
الخلاصة ودعوة العمل
يعد فهم بنية وضع مصدر ليزر الألياف ضروريًا لاختيار الليزر المناسب لتطبيقك المحدد. سواء كنت بحاجة إلى ليزر واحد - وضع واحد دقيق للوضع للتصنيع الدقيق أو ليزر متعدد الطاقة في معالجة المواد الثقيلة ، لدينا الخبرة والمنتجات لتلبية احتياجاتك.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن مصادر الليزر الألياف لدينا أو مناقشة متطلباتك المحددة ، فإننا ندعوك للوصول إلينا. فريق الخبراء لدينا مستعد لمساعدتك في اختيار حل الليزر الأكثر ملاءمة وتوجيهك من خلال عملية الشراء.
مراجع
- Agrawal ، Govind P. "أنظمة الاتصالات البصرية." جون وايلي وأولاده ، 2010.
- Koechner ، والتر. "الصلبة - الهندسة الليزر الحكومية." Springer Science & Business Media ، 2006.
- سيجمان ، أنتوني إي "ليزر". كتب العلوم الجامعية ، 1986.