파이버 레이저의 장점
发布时间:2021.04.29
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파이버 레이저의 장점



 
1. 원리

광섬유(파이버) 통신에 폭넓게 사용되는 파이버는 매트릭스 재료로 이산화규소에서 추출한 고체 유리 섬유입니다. 광섬유의 레이저빔 이송 원리는 광섬유 내부 전반사로, 일반적으로 중앙의 고 굴절률 글래스코어, 중앙의 저 굴절률 실리카 유리 클래딩, 그리고 외부의 강화수지 코팅으로 구성되어 있습니다.

광섬유는 싱글모드와 멀티모드로 구분됩니다. 싱글모드 광섬유는 중앙 글래스 코어가 얇고, 오직 한가지 모드의 빛만 이송할 수 있습니다. 모드간 분산이 매우 적으며, 자체 선택 모드 및 제한 기능이 있습니다.

멀티모드 광섬유는 중앙 글래스 코어가 두껍고 다양한 모드의 빛을 전달할 수 있지만, 모드간 분산이 크고 전송하는 빛의 순도가 비교적 떨어집니다.











2. 장점

파이버 레이저는 작은 부피, 낮은 에너지 소모율, 긴 수명, 높은 안정성, 유지보수 불필요, 멀티밴드, 친환경적인 특성 등을 가지고 있습니다. 또한 우수한 레이저 빔 품질, 안정된 성능과 매우 높은 광-전 변환효율 때문에 파이버 레이저는 여러 레이저 산업에서 긍정적인 평가를 받았습니다.
 
파이버 레이저는 매우 높은 신뢰성과 우수한 레이저빔 품질, 그리고 낮은 운영비용으로 레이저 가공 산업의 새로운 표준을 제시합니다.
그리고 이것은 높은 커플링 효율, 양호한 열 분산, 그리고 간단하고 컴팩트한 구조를 가지고 있으며, 사용과 유지보수가 쉽고 간편하며, 높은 빔 품질과 넓은 범위의 파장을 가지고 있습니다.
 
1) 고출력 파이버 레이저는 모두 이중 클래드 광섬유입니다. 펌프된 빛이 클래딩에 닿으면 에너지가 흡수되고, 부분적으로 레이저로 변환됩니다. 따라서 클래딩 재료와 구조는 파이버 레이저에 큰 영항을 미칩니다. 현재 원형, D형, 직사각, 오점형(매화형), 사각형, 평면사 등 전세계에서 다양한 형태의 광섬유가 개발되었습니다.


2) 이러한 종류의 고전력 광역 다중 모드 다이오드는 간단한 공랭식 냉각과 저렴한 비용으로 매우 높은 온도에서 작동할 수 있습니다.


3) 매우 넓은 펌프의 파장 범위의 고출력 광섬유 레이저의 기내 활성 포층 광섬유는 전남/이테르부르크 희토류 원소가 섞여 있으며, 넓고 평평한 광파 흡수 구역이 있기 때문에 펌프의 다이오드는 어떠한 종류의 파장 안정 장치도 필요하지 않습니다.


4) 펌프 라이트는 단일 모드 광섬유 코어를 여러 번 통과하므로, 활용도가 높습니다.


5) 측면 펌프는 파이버와 직접 용접, 결합되어 있습니다. 이는 첫번째로 광학부품을 필요로 하지 않으며, 두번째로 광섬유 단면손상을 방지할 수 있고, 마지막으로 펌핑 소스를 펌프내에 주입하기 쉬워졌습니다.


새로운 지네형태의 사이드 펌프모드: 광섬유 양쪽에는 LD테일 광섬유와 직접 융합된 많은 광섬유들이 가지와 같이 연결되어 있습니다.

서로 다른 지점에서 펌프를 한대 사용할 경우, 강도높은 레이저의 단일지점으로 인한 비선형 효과 및 모드 저하를 방지할 수 있습니다.

여러 개의 고출력 단일 LD트랜지스터가 펌프소스로 LD통합 어레이 대신 사용되며, 광원을 개선하기 위한 A모드입니다.

두번째로 펌프소스의 열 소산이 사용 수명을 향상시킵니다.

세번째로 유지보수에 도움이 됩니다.

넓은 발광 표면을 가진 LD를 펌핑 소스로 사용하면 LD발광 지점의 광출력 밀도를 크게 줄일 수 있고, 일반적으로 10만시간의 사용수명을 향상시킬 수 있습니다.













 
3. 응용 분야

광섬유 레이저는 램프 펌프 레이저가 필요로 하는 에너지의 1%에 해당하는 전기 에너지를 소비할 뿐이며, 동시에 그 효율은 반도체 펌프 고체 레이저보다 두 배 이상 높습니다.
높은 효율성, 긴 사용 수명 및 낮은 유지 보수 비용의 조합은 광섬유 레이저 소유자에게 매력적
입니다. 파이버 레이저는 근적외선에서 높은 빔 품질이 필요한 레이저 응용 분야에서 매우
유용합니다. 높은 출력 밀도는 데스크탑 생산과 같은 부문에서 특별히 흥미를 가지고 있습니다.

그리고, 100W 레이저 출력 스폿은 109w/cm2 밝기에 해당하는 매우 작은 5um에 초점을 맞출 수 있습니다.

파이버 레이저는 레이저 파이버 통신, 레이저 우주 통신, 산업 조선, 자동차 제조, 레이저 각인, 레이저 마킹, 레이저 절단, 인쇄, 금속 및 비금속 드릴링, 절단, 용접, 파이버 레이저 등 광범위한 응용 분야를 가지고 있으며, 군용 레이저 마킹으로도 사용됩니다.
해상 장비에서 파이버 레이저는 잠수함 통신, 어뢰 탐지, 해저 측정, 수중 감지 및 해상 기반 광학 제어 무기에 사용될 수 있고, 군사 및 국방 보안, 의료 장비 및 장비, 대규모 인프라 구축 등에도 사용됩니다.





4. 약점

 
가격이 상대적으로 높기 때문에 일반적으로 금속 가공 분야에서 제한적이며 비금속 가공에서는 차이가 없을 것입니다. 플라스틱, 종이 또는 천과 같은 재료의 이러한 산업은 계속해서 CO2 레이저가 지배 할 것입니다. 전통적인 레이저 절단기와 비교하여 광섬유 절단의 장점은 평면 절단 및 경사각 절단에 사용할 수 있으며, 가장자리가 깔끔하고 매끄럽다는 것입니다. 금속판 및 유리의 고정밀 절단에 적합합니다. 일반 CO2 레이저 절단기와 비교하여 공간과 가스 소비를 절약 할 수 있으며 광전 변환율이 높습니다. 에너지 절약 및 환경 보호의 신제품이며, 세계 최고의 기술 제품 중 하나입니다.

파이버 레이저 절단기의 전기 광학 변환 효율은 25%로 기존 레이저 절단기보다 몇 배 더 높습니다. 그러나 포괄적인 운영 비용은 기존 레이저 절단기의 15%에 불과합니다. 동시에 섬유 레이저 절단기의 부피가 작고, 레이저 발생기가 작동하기 쉽습니다.

그것은 1평방 미터 미만의 면적을 차지하고, 전체 면적은 약 50 평방 미터로 전통적인 레이저 절단기의 2/3입니다.

 
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