Оптичният лазер е твърдотелен лазер, в който оптично влакно, легирано с йони на редки земни елементи, действа като усилвателна среда. Диодите за помпа впръскват светлина във влакното, легираното ядро я усилва чрез стимулирана емисия, а оптичният резонатор формира контролиран лъч, който се насочва и фокусира за рязане, маркиране, заваряване, почистване и други приложения.
Тази статия обяснява какво се случва вътре в източника на фибровия лазер, разглежда стъпка по стъпка процеса на генериране на лъча, обхваща основните типове класификация и показва как дължината на вълната свързва дизайна на източника с реалната обработка на материали. Тя също така разглежда къде тази технология намира приложение в промишлените машини, колко дълго обикновено издържа един източник, и какви предпазни мерки се прилагат. За основните физични принципи на стимулираната емисия вижте ръководството на Вирмер за това как работят лазерите.
Какво е влакнест лазер?
Оптичният лазер е вид твърдотелен лазер, който използва участък от оптично влакно – а не газ, кристален пръч или полупроводников чип – като среда, която генерира и усилва светлината. Думата „оптично“ се отнася до самото активно влакно, а не до кабел, който просто пренася лъч, произведен другаде.
Преди да продължим, е добре да изясним три неща:
- Оптичното влакно е активната среда, а не кабел за пренос. Сърцевината на влакното е легирана с йони на редки земни елементи – обикновено итербий за промишлени системи – и светлината се генерира и усилва вътре в тази легирана сърцевина.
- Източникът на влакнест лазер не е същото като машина с влакнест лазер. Източникът генерира и оформя лъча. Готовата машина се нуждае също от система за движение или сканиране, обработваща глава, фокусираща оптика, системи за управление, охлаждане, корпус и система за отстраняване на дим или частици.
- Итербият доминира в индустриалната металообработка, но не е единственият вариант. Други добавки, като ербий и тулий, генерират различни дължини на вълната за приложения в телекомуникациите, медицината и сензорните технологии.
Подпис: 1 - Самостоятелен източник на фиброви лазер, 2 - Цялостна машина за рязане с фиброви лазер, 3 - Източник на фиброви лазер, монтиран вътре в машината
Какво се съдържа във фибровия лазер?
Оптичният лазер се състои от малък набор от компоненти, всеки от които изпълнява една задача по пътя от електрическата енергия до използваемия лъч. Разбирането на тази схема на компонентите улеснява проследяването на стъпка по стъпка на процеса в следващия раздел, тъй като всяка стъпка съответства на една или повече от тези части.
Подпис:1 – Помпени диоди, 2 – Комбинатор на помпата, 3 – Легирано активно влакно, 4 - Оптична решетка на Браг с висока отразяваща способност, 5 - Частично отразяваща изходна решетка на Браг, 6 - Предавателно влакно, 7 - Фокусираща оптика и обработван детайл
Помпени диоди
Помпените диоди преобразуват електрическия ток в светлина, обикновено в диапазона 900–980 nm за итербиеви системи. Тази светлина – наричана помпена светлина – не е готовият лазерен лъч. Тя представлява входящата енергия, която по-късно ще бъде абсорбирана и преобразувана вътре в легираното влакно.
Легирано сърцевина и обвивка на влакното
Активното влакно има силициева сърцевина, легирана с йони на редки земни елементи, обградена от един или повече слоя обвивка с по-нисък показател на пречупване. Тази структура задържа светлината в сърцевината чрез пълно вътрешно отражение. При индустриалните конструкции с висока мощност оптичното влакно обикновено използва структура с двойна обвивка: светлината на помпата преминава през вътрешния слой на обвивката и многократно пресича легираното ядро, докато самото ядро пренася усилвания сигнал.
Оптичен резонатор и влакнести решетки на Браг
Резонаторът осигурява оптична обратна връзка, така че светлината да се натрупва в кохерентен лъч, вместо просто да премине еднократно. В много влакнести лазери тази обратна връзка идва от влакнести решетки на Браг – участъци от влакното с периодична структура, които отразяват определена дължина на вълната. Една решетка действа като силноотражател, а друга – като частичен, или изходен, рефлектор, който позволява на част от усилваната светлина да излезе като използваем лъч. Архитектурата на резонатора варира в зависимост от производителите и конструкциите на източниците, така че не всеки влакнест лазер е изграден по един и същ начин.
Изход и интерфейс за подаване на лъча
В изходния край на източника оформеният лъч преминава в оптиката за подаване и в оптиката на машината. От този момент нататък колимацията, насочването и фокусирането зависят от конкретната машина – режеща глава, галваничен скенер за маркиране, заваръчна глава или глава за почистване – всяка от тях насочва и оформя лъча по различен начин. Тези подробности на ниво оборудване са разгледани в специализираните ръководства на Virmer за машини за рязане, заваряване, маркиране и почистване, а не тук.
Как работи фибровият лазер? Стъпка по стъпка
Шестте стъпки по-долу проследяват един непрекъснат път от електрическото захранване до фокусирания лъч върху детайла. Всяка стъпка се основава на предходната, така че последователността е важна: ако се прескочи от светлината на помпата направо към „усилване“ без етапа на абсорбция, ще се пропусне причината, поради която влакното се нуждае от-земни примеси. Процесът протича почти мигновено, веднага щом източникът бъде включен и стабилизиран.
Стъпка 1: Помпените диоди генерират светлина
Електрическият ток захранва полупроводниковите помпени диоди, които преобразуват този ток в светлина с дължина на вълната, която легираното влакно може да абсорбира. Тази помпена светлина се вкарва във влакното, но все още не е работният лазерен лъч.
Стъпка 2: Влакното насочва помпената светлина
геометрията на сърцевината и обвивката задържа светлината от помпата и я насочва да се движи по влакното. При високомощните конструкции с двойна обвивка светлината от помпата преминава през вътрешната обвивка и многократно пресича легираната сърцевина, докато се разпространява, което увеличава вероятността за абсорбция.
Подпис: 1 – Легирано ядро, 2 – Вътрешна обвивка, 3 – Външна обвивка, 4 – Светлина от помпата, отразена във вътрешната обвивка, 5 – Лазерен сигнал, насочен през централното ядро
Стъпка 3: Йоните на редки земни елементи абсорбират енергия
Когато светлината от помпата преминава през легираното ядро, йоните на редките земни елементи абсорбират тази енергия и преминават в състояние с по-висока енергия – възбудено състояние. Когато достатъчно йони бъдат възбудени, влакното достига инверсия на популацията – състоянието, необходимо за започването на усилването на светлината.
Стъпка 4: Стимулираната емисия усилва светлината
Наличен фотон, преминаващ през възбуденото ядро, може да предизвика възбуден йон да излъчи съответстващ фотон – със същата дължина на вълната, фаза и посока. Този процес, наречен стимулирана емисия, се повтаря по цялата дължина на влакното, усилвайки светлината, докато тя се движи.
Стъпка 5: Резонаторът избира и изгражда лазерния изход
Оптичните решетки на Браг отразяват целевата дължина на вълната обратно в активното влакно, така че светлината преминава многократно през усилващата среда и продължава да нараства по интензивност. Част от тази усилвана светлина излиза през изходния рефлектор като използваем лазерен лъч. Решетъчнитеса широко разпространени, но не са единственият тип резонатори, използвани в индустрията на влакнестите лазери.
Подпис: 1 – Помпена светлина, навлизаща в активното влакно, 2 – Енергизирани редкоземни йони, 3 – Фотони, генерирани чрез стимулирана емисия. 4 – Оптични решетки на Браг във влакното, образуващи лазерната кухина, 5 – Усилен изходящ лъч
Стъпка 6: Лъчът напуска източника и постъпва в оптичната система на машината
Готовият лъч излиза от източника и постъпва в оптичната система на машината, която захранва. Оттук нататък колимацията, насочването или сканирането и окончателното фокусиране се осъществяват от специфичната за машината оптика, която се различава при системите за рязане, маркиране, заваряване и почистване.
Веднъж щом лъчът напусне източника, самата геометрия на влакното вече е свършила по-голямата част от тежкия труд. Дългата и тънка дължина на взаимодействие вътре в легираното ядро позволява значително усилване в компактно пространство, а съотношението между голямата повърхносткъм обем на влакното спомага за ефективното разсейване на топлината. Изцяло влакнестите участъци между компонентите също намаляват броя на точките за изравняване в свободното пространство, което е основната причина влакнестите лазери да са по-компактни и механично стабилни в сравнение с типовете лазери, изградени около оптични траектории с отворен лъч.
Защо дължината на вълната на влакнестия лазер е от значение?
Дължината на вълната е един от основните фактори, които определят дали даден материал абсорбира, отразява или пропуска лазерен лъч, което пряко влияе върху това дали даден влакнест лазер може да обработва този материал ефективно. При индустриалните източници на итербий изходната дължина на вълната обикновено попада в диапазон от приблизително 1 030–1 100 nm, като често се посочват стойности около 1 064 nm или 1 070–1 080 nm в зависимост от конкретния дизайн на източника; всяка по-тясна стойност трябва да се потвърди съгласно документацията на конкретния производител, а не да се приема като универсална.
Абсорбцията при дадена дължина на вълната не е фиксирана за дадена категория материали – тя зависи от конкретната сплав, повърхностната обработка, температурата и наличието на оксиден слой или покритие, и може да се променя с напредването на обработката и загряването на повърхността. Ето защо твърденията, че дадена дължина на вълната работи еднакво добре върху „повечето материали“ или „всички метали“ не издържат при реални експлоатационни условия.
Две общи тенденции са полезни отправни точки, като трябва да се има предвид, че нито една от тях не е абсолютно правило:
- Прозрачните материали, като прозрачно стъкло и акрил, обикновено пропускат, а не абсорбират светлина в диапазона около 1 µm, което ги прави неподходящи за обичайните дължини на вълната на Yb-оптичните влакна без специални адаптации на процеса.
- Дървото и други органични материали обикновено се обработват с CO₂ лазери с дължина на вълната около 10,6 μm, а не с дължини на вълната в близкия инфрачервен диапазон на влакнестите лазери, макар това да е по-скоро обща тенденция, отколкото категорично изключение за всяка специализирана влакнеста система.
Подпис: 1 – Фиброви лазер с итербий – приблизително 1,06 μm; типични материали: стомана (неръждаема стомана), титан, алуминий и мед; 2 – CO₂ лазер – приблизително 10,6 μm; типични материали: дърво, прозрачен акрил, кожа и плат.
Основни видове влакнести лазери
Един източник на влакнест лазер може да бъде класифициран по няколко независими оси едновременно, като тези оси често се бъркат помежду си в индустриалната литература. Добавката, временният режим на работа, архитектурата за генериране на импулси и режимът на лъча описват различни свойства на един и същ източник, а не конкуриращи се версии на една класификация.
По добавка и дължина на вълната
Добавката, добавена към сърцевината на влакното, определя диапазона на дължините на вълната, които източникът може да генерира. Итербий е преобладаващият избор за промишлена обработка на метали в близост до 1 μm. Ербий и тулий се използват за други диапазони на дължини на вълната, прилагани в телекомуникациите, медицината и специализираните сензори. По-рядко срещаните конфигурации – като например конструкции с преобразуване на честотата нагоре или с Раманов ефект – се използват предимно в научноизследователски и специализирани лабораторни условия, а не в масовата промишлена обработка.
Непрекъсната вълна срещу импулсна
Оптичният лазер с непрекъсната вълна (CW) осигурява стабилна мощност и висока средна мощност, което го прави подходящ за рязане с висока производителност, заваряване и някои процеси на почистване. Импулсният влакнест лазер доставя енергия под формата на дискретни импулси, като генерира висока пикова мощност с по-контролирано топлинно въздействие – типично за маркиране, гравиране, текстуриране и импулсно почистване. Правилният избор зависи от процеса и неговите параметри, а не от простото правило, че CW означава скорост, а импулсният – качество.
Q-превключване срещу MOPA
Q-превключването описва метод за образуване на къси импулси с висока интензивност чрез бърза модулация на загубите в резонатора. MOPA (master oscillator power amplifier) описва архитектура, изградена от източник на зародишна енергия и един или повече етапа на усилване, което позволява независимо регулиране на параметрите на импулса в границите на конкретния източник. Тези два термина описват различни неща – метод за формиране на импулси и системна архитектура – затова не трябва да се разглеждат като обикновени алтернативи на разграничението между CW и импулсен режим.
Едномодов срещу многомодов
Едномодов и многомодов описват пространствената структура на изходния лъч. Изходът в-режимният изход обикновено предлага по-високо качество на лъча, по-добра фокусируемост и по-малък постижим размер на петното, което е от полза при фина или прецизна работа. Многорежимните конструкции могат да се мащабират до по-високи нива на мощност, което е подходящо за по-тежки задачи по обработка. Нито един от режимите не е универсално по-добър; правилният избор зависи от баланса между прецизност и мощност, изискван от приложението.
Таблица 1: Оси на класификация на влакнестите лазери
| Ос на класификацията | Основни опции | Какви промени | Типична приложимост в промишлеността |
|---|---|---|---|
| Средно усилване / добавка | Итербий, ербий, тулий и други | Диапазон на дължините на вълните | Обработка на материали, телекомуникации, медицина, сензори |
| Временна работа | CW, квази-CW (QCW), импулсна | Топлинна мощност, пикова спрямо средна мощност | Рязане/заваряване спрямо маркиране/почистване/микрообработка |
| Архитектура на импулсите | Q-switched, MOPA и други конструкции | Управление на импулсите и пикови характеристики | Маркиране, гравиране, текстуриране, почистване |
| Режим на лъча | Едномодов, многомодов | Качество на лъча, възможност за фокусиране, мащабируема мощност | Фина, прецизна работа срещу обработка с висока мощност |
Тази таблица показва категории за класификация, а не еднозначно съответствие между редовете – реалният източник комбинира избор от всяка ос, а комбинациите трябва да бъдат потвърдени спрямо спецификациите на производителя.
Как се използва технологията на фибровите лазери в промишлените машини?
Същият принцип на генериране на лъч, описан по-горе, е интегриран в няколко различни класа промишлено оборудване, като всеки от тях насочва, оформя и прилага лъча по различен начин. Този раздел е умишлено кратък – подробната конструкция на всеки тип машина е разгледана в отделен специален наръчник.
Машините за рязане с фиброви лазер обикновено използват източник с висока мощност, съчетан с контролирана работна глава, която движи лъча или детайла по програмирана траектория. Подробности за режещата глава, подпомагащия газ, движението с ЧПУ, пробиването, дебелината и скоростта са разгледани в раздела за принципа на действие на машината за рязане с фиброви лазер.
Машините за лазерно заваряване използват лъча, за да създадат локализирана зона на стопяване, която съединява две парчета материал. Конструкцията на подаващото устройство за тел, конфигурацията на заваръчната глава, защитният газ, формирането на шева и разположението на машината са разгледани в раздела за принципа на действие на машината за лазерно заваряване.
Машините за лазерно почистване прилагат контролирана енергия за отстраняване на замърсявания или покрития, като същевременно ограничават въздействието върху основния материал под тях. Конструкцията на скенера, припокриването на импулсите, моделите на почистване, праговете на аблация и извличането са разгледани в раздела „Как работи машината за лазерно почистване“.
Лазерните машини за маркиране използват фокусиран лъч, за да променят или премахнат тънък повърхностен слой, създавайки постоянни кодове, серийни номера, лога или маркировки за проследяемост. Конструкцията на галваничния скенер, конфигурацията на F-theta лещите, размерът на полето за маркиране и системата за фокусиране са разгледани в раздела за принципа на действие на лазерната машина за маркиране.
Освен в производството, влакнестите се използват и в телекомуникациите, сензорните технологии, медицината и научните изследвания, тъй като същият принцип на легираното влакно лежи в основата на много източници на светлина и усилватели извън индустриалната обработка на материали. Това означава, че терминът „оптичен лазер“ е по-широк от самото оборудване за производствени цехове.
Таблица 2: Интеграция на оптични лазери по тип машина
| Тип машина | Какво прави фибровият лазер | Режим „Common source“ |
|---|---|---|
| Машина за рязане | Разтопява или изпарява материала по контролирана траектория на рязане | Обикновено е с висока мощност и непрекъснат режим (CW) |
| Заваръчна машина | Създава локализирана зона на разтопяване за съединяване на детайли | Обикновено с непрекъснат ток (CW), с варианти в зависимост от задачата |
| Почистваща машина | Премахва покрития или замърсявания чрез контролирано взаимодействие между лазера и материала | Импулсен или непрекъснат режим, в зависимост от процеса |
| Машина за маркиране | Променя или премахва повърхностния слой, за да създаде трайна маркировка | Обикновено импулсна (q-switch или mopa) |
Предимства и ограничения на влакнестите лазери
Всяко от изброените по-долу предимства има конкретна причина, поради която е валидно, и всяко е съпроводено с условие, което го ограничава – силните страни на влакнестия лазер са реални, но не са безусловни.
Подпис: 1. Абсорбция – стоманата абсорбира енергията, създавайки зона на нагряване; 2. Преминаване – лъчението преминава през прозрачно стъкло или акрил почти без ефект; 3. Отражение – полираната мед отразява значителна част от енергията.
| Свойство | Защо помага | Важно ограничение или условие |
|---|---|---|
| Висока ефективност при преобразуване от електрическа в оптична енергия | Намалява консумацията на енергия и топлинното натоварване в сравнение с някои други видове промишлени лазери | Данните за действителната ефективност варират в зависимост от модела на източника и трябва да бъдат потвърдени съгласно техническата спецификация на производителя |
| Високо качество на светлинния лъч и възможност за фокусиране (при подходящи конструкции) | Позволява малки, прецизни фокусни точки за фина работа | Качеството на лъча зависи от това дали конструкцията е едномодова или многомодова, както и от нивото на мощността |
| Компактни и здрави изцяло оптични секции | По-малкият брой точки за центриране в свободното пространство намалява механичното отклонение и необходимостта от поддръжка | Оптиката за предаване и фокусиране извън херметичния път на влакното все пак изисква изравняване и грижи |
| Ефективно отнемане на топлината | Геометрията на влакната осигурява високо съотношение между повърхност и обем за разсейване на топлината | Управлението на топлината все още зависи от дизайна на охладителната система на източника |
| Мащабируема средна мощност | Архитектурата на оптичните влакна поддържа мащабиране на мощността за изискващи задачи по рязане и заваряване | Нелинейните ефекти и компромисите в качеството на лъча се увеличават с нарастването на мощността |
| Ниски изисквания за рутинна поддръжка на запечатания източник | По-малко открити оптични компоненти в сравнение с траекториите на лъча в свободното пространство | Защитната оптика, дюзата, охладителят, системата за извличане и системата за движение все още изискват редовна поддръжка |
| Добра интеграция в автоматизирани машини | Доставката на оптични влакна улеснява свързването с CNC и роботизирани системи | Качеството на интеграцията все още зависи от конструкцията на машината, а не само от източника |
Често срещани ограничения, които трябва да се претеглят срещу тези предимства:
- Съвместимостта на материалите зависи от дължината на вълната и не е универсална.
- Отразяващите метали като мед и месинг могат да се обработват с подходящи системи, но създават предизвикателства по отношение на контрола на процеса и обратното отражение.
- Прозрачните и органичните материали често изискват различна дължина на вълната – обикновено CO₂ – за много задачи в цеха.
- Нелинейните оптични ефекти, термични проблеми и компромиси с качеството на лъча стават по-значими с увеличаването на мощността.
- Източник, изискващ малко поддръжка, не означава машина, която не се нуждае от поддръжка; оптиката, охлаждането и системите за извличане все пак се нуждаят от поддръжка.
- Системите с висока мощност изискват защитни корпуси, предпазни блокировки, аспирационни системи и обучени оператори.
Оптичен лазер срещу CO₂ лазер
Таблица 3: Фиброви лазер срещу CO2 лазер на един поглед
| Функция | Обикновен промишлен фиброви лазер | CO₂ лазер |
|---|---|---|
| Среда за усилване | Оптично влакно, легирано с редкоземни елементи | Газова смес на базата на CO₂ |
| Обичайна индустриална дължина на вълната | Около 1,06 μm за системи с итербий | Обикновено 10,6 μm |
| Типична якост | Метали; рязане и заваряване с висока мощност; маркиране | Дърво, акрил, кожа, тъкани и други неметали |
| Предаване на лъча / конструкция на източника | До голяма степен интегриран в оптичното влакно, като все още се изисква оптика за окончателно фокусиране | Огледала и оптика в свободното пространство в обичайните конструкции на апаратите |
| Важно предупреждение | Не е универсално за прозрачни или органични материали | Типичните CO2 системи с ниска мощност за работилници не режат директно гол метал |
За по-широко сравнение между различните видове лазерни източници вижте ръководство за основните видове лазерни източници, използвани в лазерните машини и специалното обяснение за това как работи CO2 лазерът.
Колко дълго издържа един влакнест лазер?
Влакнестите лазерни източници са известни с дългия си експлоатационен живот, но широко цитираната цифра от 100 000 часа трябва да се разглежда в контекст, за да бъде точна. В маркетинговите материали се смесват няколко различни измервания, а разграничаването им дава по-ясна представа.
MTBF не е равно на експлоатационен живот. MTBF (средно време между откази) е статистическа оценка на надеждността, изчислена въз основа на тестове на ниво компоненти, а не гарантиран експлоатационен живот за конкретно устройство. Оценката за експлоатационния срок на диода, гаранционният срок на производителя, постепенното намаляване на изходната мощност и експлоатационният срок на цялата машина са четири отделни показателя, и не трябва да се приема, че едно единствено твърдение за „100 000 часа“ обхваща всички тях.
Ако за даден източник се посочва конкретен диапазон на експлоатационен живот, той трябва да бъде свързан с конкретен производител или продуктова серия и да бъде подкрепен от техническата спецификация или декларацията за надеждност на този производител, а не да се разглежда катопостоянен показател за цялата индустрия.
Реалният експлоатационен живот зависи от няколко фактора, свързани с работата:
- Работно натоварване и работен цикъл
- Ефективност на охладителната система и температура на околната среда
- Контрол на замърсяването около оптичните елементи
- Защита срещу обратно отражение
- Редовна поддръжка на оптиката и охладителните системи
Безопасност при работа с влакнести лазери
Промишлените влакнести лазери с итербий работят в близкия инфрачервен диапазон, който е невидим за човешкото око, но все пак може да причини сериозни увреждания на очите и кожата. Липсата на видима светлина не означава липса на опасен лъч, а отраженията от метални повърхности могат да останат опасни дори след блокиране на пряката траектория на лъча.
Спазвайте изискванията за класа на лазера, корпуса и блокировките, правилата за контролираните зони и спецификациите за личните предпазни средства, определени за конкретната машина, както и приложимите местни разпоредби. Класификацията на опасността от лазери в повечето юрисдикции следва стандарта IEC 60825-1 или еквивалентната серия стандарти ANSI Z136.
- Изберете защитни очила въз основа на конкретната дължина на вълната на източника и изискваната оптична плътност – а не общи „лазерни очила“.
- Преди обработката идентифицирайте материала и евентуалното му покритие и се уверете, че е осигурено адекватно отсмукване на дим и частици.
- Не разглеждайте лазерната обработка на PVC или други хлорирани материали като рутинна операция. Ако изобщо се обмисля такава задача, тя изисква идентифициране на материала, документирана оценка на риска и валидиране от производителите на оборудването и аспирационната система – само аспираторът за дим не прави процеса безопасен.
Заключение
Оптичният лазер генерира и усилва светлина вътре в оптично влакно, легирано с редкоземни елементи, като използва помпени диоди, легираното ядро и оптичен резонатор, които работят заедно, за да създадат контролиран лъч. Конструкцията на източника определя дължината на вълната и характеристиките на лъча, докато режимът на работа – непрекъснат (CW) или импулсен – и оптиката на машината надолу по веригата адаптират този лъч за рязане, маркиране, заваряване или почистване. Разбирането на тази разлика между източника и машината е основата за оценката на всяка система с влакнест лазер.
Често задавани въпроси относно технологията на влакнестите лазери
Защо се нарича „влакнест лазер“?
Нарича се фибролазер, защото самото оптично влакно е активната среда, която генерира и усилва светлината, а не просто кабел, по който се пренася готов лъч. Сърцевината на влакното е легирана с йони на редки земни елементи, които абсорбират светлината от помпата и произвеждат усилвана светлина чрез стимулирана емисия.
Оптичният лазер същият ли е като лазерния резак?
Не. Фибровият лазер е източникът на светлина, докато лазерният резак е цялостна машина, която използва източник – често фиброви лазер – заедно с системи за движение, режеща глава, подпомагащ газ и системи за управление, за да обработва материала. Източникът е един от компонентите в състава на готовата машина.
Каква дължина на вълната използва фибровият лазер?
Няма единна дължина на вълната за всички фиброви лазери; това зависи от използвания допант. Системите, дотирани с итербий – най-често срещаният избор за промишлена обработка на метали – обикновено излъчват светлина в диапазон от приблизително 1030–1100 nm, често посочван като около 1064 или 1070–1080 nm в зависимост от конструкцията на източника.
Може ли влакнест лазер да реже неметални материали?
Това зависи от дължината на вълната и от това колко добре материалът я абсорбира. Обичайните системи с итербий са оптимизирани предимно за метали и някои пластмаси, докато дърво, прозрачен акрил, и стъклото обикновено се обработват с други видове лазери, като например CO₂ системи, а не със стандартни влакнести източници.
Може ли влакнест лазер да реже отразяващи метали като мед или месинг?
Съвременните, подходящо конфигурирани системи могат да обработват отразяващи метали като мед и месинг, но това изисква съвместимост между източника и процеса, както и защита срещу обратно отражение. Резултатът зависи от мощността, дебелината на материала, състава на сплавта и настройките на процеса.
Каква е разликата между импулсен и непрекъснато-вълнов влакнест лазер?
Оптичният лазер с непрекъсната вълна (CW) излъчва постоянна мощност, което го прави подходящ за рязане и заваряване с висока производителност. Импулсният оптичен лазер доставя енергия в дискретни импулси с висока пикова мощност и по-контролирано вкарване на топлина, което го прави подходящ за маркиране, гравиране и прецизни почистващи задачи.
Има ли нужда оптичният лазер от поддръжка?
Самият запечатан оптичен източник често се нуждае от минимално рутинно регулиране. Въпреки това фокусиращата оптика, охладителната система, системата за извличане и механичните компоненти на машината все пак изискват редовна планова поддръжка, за да се поддържа надеждното функциониране на цялата система.
Колко дълго издържа един оптичен лазерен източник?
Няма единна гарантирана стойност, валидна за всеки източник. Производителите публикуват приблизителни стойности за MTBF (средно време между откази), базирани на тестове за надеждност на компонентите, но това е статистическа мярка, а не гаранция за фиксиран експлоатационен живот – действителният експлоатационен живот зависи от конкретния източник, условията на работа и практиките за поддръжка.
