Quina diferència hi ha entre el làser de fibra i el làser de díode?

Làsers de fibraiLàsers de díodesón dos tipus comuns de làsers, i es diferencien en estructura, rendiment, etc. Els làsers de fibra i els làsers de díode s'utilitzen àmpliament en la indústria moderna, els camps de la investigació mèdica i científica. Ambdues tecnologies làser utilitzen fibres de vidre dopades amb elements de terres rares o materials semiconductors com a mitjans de guany per produir làsers de diferents longituds d'ona i potències.

El làser de fibra és una tecnologia làser sòlida que utilitza fibra de vidre dopada amb elements de terres rares com l'erbi, l'iterbi i el neodimi com a medi actiu. El feix d'aquest làser es genera dins de la fibra òptica i després es transmet a través de la fibra flexible, proporcionant així una excel·lent qualitat i estabilitat del feix. L'alta eficiència i l'excel·lent qualitat del feix són els principals avantatges dels làsers de fibra, fent-los àmpliament utilitzats en comunicacions de fibra làser, comunicacions de llarga distància espacial làser, construcció naval industrial, fabricació d'automòbils, gravat làser, marcatge làser, tall làser, corrons d'impressió, metall i aplicacions no metàl·liques. S'utilitza àmpliament en molts camps com ara la perforació / tall / soldadura de metalls.

Els làsers de díode són dispositius làser d'estat sòlid basats en materials semiconductors. El seu principi de funcionament es basa principalment en la funció de la unió pn i la injecció de corrent. En comparació amb els làsers de fibra, els làsers de díode tenen un rang de potència de sortida més petit, però el seu rang de longitud d'ona més ampli permet una major flexibilitat. A més, els làsers de díode també s'utilitzen àmpliament en camps com les comunicacions i la transmissió de dades, la impressió i el gravat, la visualització i la il·luminació.

La diferència entre làsers de fibra i làsers de díode
1. Principi de funcionament
Els làsers de fibra transmeten energia a través de fibres òptiques i generen llum làser a les fibres òptiques. La seva qualitat de sortida làser és alta, la qualitat del feix és bona, la potència és alta i el disseny del sistema de dissipació de calor és relativament complex.
Els làsers de díode converteixen l'energia elèctrica en energia lluminosa mitjançant materials semiconductors. La seva longitud d'ona de sortida és única i la qualitat del feix és deficient, però té els avantatges de ser assequible i fàcil d'utilitzar.
2. Estructura
L'estructura del làser de fibra és complexa, incloent fibra, font de llum de bomba, sistema de refrigeració, etc.
L'estructura d'un làser de díode és relativament simple, incloent principalment un díode, una cavitat externa, una font de llum de bomba, etc. Els làsers de fibra són generalment voluminosos quant a mida i pes, mentre que els làsers de díode són més petits i lleugers.
3.Rendiment
Els làsers de fibra tenen les característiques d'alta potència, alta eficiència i feixos d'alta qualitat. Les seves longituds d'ona de sortida cobreixen un ampli rang i tenen una bona qualitat puntual. Són adequats per a la fabricació, la investigació científica i altres camps.
Els làsers de díode són adequats principalment per a algunes aplicacions convencionals, com ara comunicacions de fibra òptica, impressió làser, fototeràpia, etc. Els làsers de díode són econòmics, fàcils d'utilitzar i adequats per a algunes organitzacions o persones amb un pressupost inferior.

Comparació de característiques
A. Potència de sortida
Els làsers de fibra generalment tenen un ampli rang de potència de sortida, que va des d'uns pocs centenars de watts fins a diversos quilowatts. Per exemple, els làsers de fibra contínua d'alta potència d'IPG poden proporcionar potències de sortida d'1 kW a més de 100 kW. A més, els làsers de fibra tenen un ampli rang de longituds d'ona de funcionament, poden triar mode únic o multimode i tenen díodes de bomba d'alta estabilitat i llarga vida.

Pel que fa als làsers de díode, el seu rang de potència de sortida és generalment més baix, des d'uns pocs watts fins a centenars de watts. Això es deu al fet que el material de treball del làser de díode és un material semiconductor i el nombre de fotons generats per la seva transició de nivell d'energia és relativament petit, de manera que la potència de sortida és relativament baixa. Tanmateix, els làsers de díode tenen els avantatges d'una gran varietat de longituds d'ona, mida petita i alta eficiència, de manera que encara tenen avantatges únics en algunes aplicacions específiques.
B. Interval de longituds d'ona
El rang de longitud d'ona dels làsers de fibra depèn principalment del mitjà de guany utilitzat. Per exemple, l'espectre d'absorció de la fibra dopada amb iterbi (YDF) oscil·la entre 900 nm i 1000 nm, amb dos pics d'absorció forts a 915 nm i 976 nm. Per tant, la longitud d'ona de sortida dels làsers de fibra dopada amb iterbi es troba normalment a la regió de l'infraroig proper, com ara la banda d'1 μm.

El rang de longituds d'ona dels làsers de díode és relativament ampli, des de la llum visible fins a la llum infraroja propera. La longitud d'ona específica depèn de diferents materials semiconductors i dissenys estructurals. Per exemple, els làsers semiconductors que utilitzen diferents materials poden produir làsers amb diferents longituds d'ona com ara 800nm, 940nm, 1310nm i 1480nm.
C. Qualitat del feix
Els làsers de fibra solen tenir una qualitat de feix molt alta i poden produir feixos gairebé limitats de difracció. Concretament, el paràmetre clau de la seva qualitat del feix és BPP (Beam-parameter product), que pot afectar directament la qualitat del mecanitzat de precisió i el macromecanitzat. Per exemple, es pot utilitzar per tallar, soldar o processar una varietat de materials, incloses làmines primes i metalls reflectants. A més, a causa de la seva alta densitat de potència, els làsers de fibra permeten un processament més ràpid i una major productivitat.

La qualitat del feix dels làsers de díode depèn del tipus específic. El cas més senzill és un VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), que normalment emet un feix amb una alta qualitat de feix, una divergència del feix moderada, sense astigmatisme i una distribució d'intensitat circular. Tanmateix, si s'utilitza una lent esfèrica simple, l'eficiència d'acoblament es redueix significativament a causa de l'el·lipticitat del feix. Un altre exemple són els petits díodes làser emissors de vora, que també emeten en un sol mode espacial i, per tant, en principi també permeten un acoblament eficient a fibres monomode.
D. Eficiència i consum energètic
Els làsers de fibra tenen una excel·lent eficiència de conversió electro-òptica i poden convertir una proporció més gran d'energia elèctrica d'entrada en sortida làser. Això es deu principalment a l'estructura especial del seu mitjà de guany, és a dir, la fibra dopada amb iterbi. A més, els làsers de fibra tenen una qualitat de feix excel·lent, produint feixos gairebé limitats de difracció, donant lloc a una precisió i capacitats de processament millorades. L'alta densitat de potència dels làsers de fibra permet un processament ràpid i una major productivitat.

Pel que fa als làsers de díode, la seva eficiència i consum d'energia varien en funció del tipus concret. Per exemple, els VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers) poden emetre feixos amb alta qualitat de feix, divergència moderada, sense astigmatisme i una distribució d'intensitat circular. Tanmateix, si s'utilitza una lent esfèrica simple per a l'acoblament, l'eficiència de l'acoblament es pot reduir significativament a causa de l'el·lipticitat del feix. Igual que amb els petits díodes làser emissors de vora, aquest díode també emet en un sol mode espacial, per tant, en principi, també permet un acoblament eficient a fibres monomode. En general, tant els làsers de fibra com els làsers de díode tenen els seus propis avantatges i valors d'aplicació únics. Per a requisits específics d'aplicació, cal seleccionar el tipus de làser més adequat en funció de la situació específica.

Aplicació
A. Camps d'aplicació dels làsers de fibra
Els làsers de fibra s'utilitzen en una àmplia gamma d'aplicacions, com ara el processament industrial i la fabricació, la indústria mèdica i cosmètica, així com la investigació científica i les aplicacions militars. En l'àmbit industrial, els diferents tipus de làsers de fibra tenen diferents aplicacions típiques. Per exemple, es pot utilitzar per a comunicacions de fibra òptica làser, comunicacions de llarga distància espacial làser, construcció naval industrial, fabricació d'automòbils, gravat làser, marcatge làser, tall làser, corrons d'impressió, perforació/tall/soldadura metàl·liques i no metàl·liques (com ara com a soldadura de coure, trempat, revestiment i soldadura profunda), defensa i seguretat militar, equips i equips mèdics i infraestructura a gran escala. A més, els làsers de fibra també es poden utilitzar com a fonts de bomba per a altres làsers.
B. Àmbits d'aplicació dels làsers de díode
Com a làser que utilitza materials semiconductors com a substàncies de treball, els làsers de díode tenen una àmplia gamma d'aplicacions. Pel que fa a la comunicació i la transmissió de dades, es pot utilitzar en la construcció de sistemes de comunicació òptica i s'utilitza directament com a font de llum per convertir l'energia elèctrica en làser. A més, la impressió i el gravat també són àrees d'aplicació importants. Els làsers de díode també s'utilitzen àmpliament en els camps de visualització i il·luminació, principalment a causa de la seva petita mida, alta eficiència i llarga vida.

Diferències i característiques dels làsers de fibra i làsers de díode
Les principals diferències i característiques dels làsers de fibra i els làsers de díode es poden comparar pel que fa a la seva qualitat del raig làser, font de llum, eficiència de tall, mòduls làser, manteniment del sistema i potència de sortida.

Els làsers de fibra utilitzen fibres de vidre dopades amb elements de terres rares com a suport de guany, que es poden desenvolupar a partir d'amplificadors de fibra per formar una alta densitat de potència, provocant "inversió del nombre de partícules" del nivell d'energia làser del material de treball làser. Quan s'afegeix un bucle de retroalimentació positiva (que constitueix una cavitat ressonant) pot formar una sortida d'oscil·lació làser. Per tant, té una gran potència mitjana i un fort efecte tèrmic, i s'utilitza àmpliament en el tall de materials metàl·lics, la soldadura, la perforació, la sinterització, etc. en el camp del processament macro.

Els làsers de díode tenen les característiques d'una potència màxima alta, un petit efecte tèrmic i una alta precisió de processament. S'utilitzen generalment en el camp del micromecanitzat fi de materials prims, trencadissos i materials no metàl·lics. El cas més senzill és un VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), que normalment emet un feix amb una alta qualitat de feix, una divergència del feix moderada, sense astigmatisme i una distribució d'intensitat circular. Si s'utilitza una lent esfèrica simple, l'eficiència d'acoblament es redueix significativament a causa de l'el·lipticitat del feix. A més, els làsers de díode tenen alguns problemes com l'astigmatisme a la sortida, especialment els díodes guiats per guany, que es poden compensar amb lents cilíndriques febles addicionals.

En general, l'elecció de quin tipus de tecnologia làser depèn de les necessitats i escenaris específics de l'aplicació.

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.