Referentie voor selectiesingle-mode vezellaser
In praktische toepassingen is het kiezen van een geschikte single-mode van belang.vezellaserDit vereist een systematische afweging van verschillende parameters om ervoor te zorgen dat de prestaties aansluiten bij de specifieke toepassingsvereisten, de operationele omgeving en de budgettaire beperkingen. In dit gedeelte wordt een praktische selectiemethodologie op basis van de vereisten beschreven.
Selectiestrategie gebaseerd op toepassingsscenario's
De prestatie-eisen voorlasersDe eisen variëren aanzienlijk afhankelijk van het toepassingsscenario. De eerste stap in het selectieproces is het vaststellen van de kernvereisten van de toepassing.
Precisiebewerking van materialen en micro-nanoproductie: Toepassingen zoals fijn snijden, boren, het snijden van halfgeleiderwafels, markeren op micronniveau en 3D-printen stellen extreem hoge eisen aan de straalkwaliteit en de grootte van de focusspot. Een laser met een M²-factor zo dicht mogelijk bij 1 (bijvoorbeeld <1,1) moet worden gekozen. Het uitgangsvermogen moet worden bepaald op basis van de materiaaldikte en de bewerkingssnelheid. Over het algemeen voldoet een vermogen van tientallen tot honderden watts aan de eisen van de meeste microbewerkingen. Qua golflengte is 1064 nm de voorkeurskeuze voor de meeste metaalbewerkingen vanwege de hoge absorptiesnelheid en de lage kosten per watt laservermogen.
Wetenschappelijk onderzoek en hoogwaardige metingen: Toepassingsscenario's omvatten optische pincetten, koude-atoomfysica, hoge-resolutiespectroscopie en interferometrie. In deze vakgebieden wordt doorgaans een extreem hoge eis gesteld aan de monochromaticiteit, frequentiestabiliteit en ruisprestaties van lasers. Modellen met een smalle lijnbreedte (zelfs een enkele frequentie) en een lage ruisintensiteit verdienen de voorkeur. De golflengte moet worden gekozen op basis van de resonantielijn van een specifiek atoom of molecuul (bijvoorbeeld 780 nm wordt vaak gebruikt voor het koelen van rubidiumatomen). Een bias-onderhoudsuitgang is meestal noodzakelijk voor interferentie-experimenten. Het benodigde vermogen is over het algemeen niet hoog; enkele honderden milliwatt tot enkele watts zijn vaak voldoende.
Medische en biotechnologische toepassingen: Oogheelkundige chirurgie, huidbehandelingen en fluorescentiemicroscopie. Oogveiligheid is de belangrijkste overweging, daarom worden vaak lasers met golflengten van 1550 nm of 2 μm gekozen, die binnen de oogveilige band vallen. Voor diagnostische toepassingen is vermogensstabiliteit van belang; voor therapeutische toepassingen moet het juiste vermogen worden gekozen op basis van de behandelingsdiepte en de energiebehoefte. De flexibiliteit van de optische transmissie is een groot voordeel bij dergelijke toepassingen.
Communicatie en detectie: Glasvezeldetectie, LiDAR en optische ruimtecommunicatie zijn typische toepassingen. Deze scenario's vereisenlaserOm een hoge betrouwbaarheid, omgevingsbestendigheid en stabiliteit op lange termijn te garanderen, is de 1550 nm-band de voorkeurskeuze geworden vanwege het laagste transmissieverlies in optische vezels. Voor coherente detectiesystemen (zoals coherente lidar) is een lineair gepolariseerde laser met een extreem smalle lijnbreedte als lokale oscillator vereist.
2. Prioriteitssortering van belangrijke parameters
Gezien de vele factoren waarmee rekening moet worden gehouden, kunnen beslissingen worden genomen op basis van de volgende prioriteiten:
Doorslaggevende parameters: Bepaal eerst de golflengte en de straalkwaliteit. De golflengte wordt bepaald door de essentiële eisen van de toepassing (absorptiekarakteristieken van het materiaal, veiligheidsnormen, atomaire resonantielijnen) en is doorgaans niet onderhandelbaar. De straalkwaliteit bepaalt direct of de toepassing überhaupt haalbaar is. Zo zijn lasers met een te hoge M² bijvoorbeeld niet geschikt voor precisiebewerking.
Prestatieparameters: Ten tweede, let op het uitgangsvermogen en de lijnbreedte/polarisatie. Het vermogen moet voldoen aan de energiedrempel of efficiëntie-eisen van de toepassing. De lijnbreedte en polarisatiekarakteristieken worden bepaald op basis van de specifieke technische route van de toepassing (bijvoorbeeld of er sprake is van interferentie of frequentieverdubbeling). Praktische parameters: Tot slot, overweeg stabiliteit (zoals stabiliteit van het uitgangsvermogen op lange termijn), betrouwbaarheid (storingsvrije werking), energieverbruik, interfacecompatibiliteit en kosten. Deze parameters beïnvloeden de integratiemoeilijkheid en de totale eigendomskosten van de laser in de praktijk.
3. Keuze en beoordeling tussen single-mode en multi-mode
Hoewel dit artikel zich richt op eenmodusvezellasersHet is cruciaal om de noodzaak van een single-mode laser bij de daadwerkelijke selectie goed te begrijpen. Wanneer de kernvereisten van een toepassing de hoogste verwerkingsnauwkeurigheid, de kleinste warmtebeïnvloede zone, het ultieme focusvermogen of de langste transmissieafstand zijn, is een single-mode fiberlaser de enige juiste keuze. Omgekeerd, als de toepassing voornamelijk bestaat uit het lassen van dikke platen, oppervlaktebehandeling van grote oppervlakken of transmissie van hoog vermogen over korte afstanden, en de absolute nauwkeurigheidseis niet hoog is, dan kunnen multimode fiberlasers een meer economische en praktische keuze zijn vanwege hun hogere totale vermogen en lagere kosten.
Geplaatst op: 12 november 2025