Волоконные лазеры – это современные и эффективные устройства, используемые в различных областях промышленности и науки. Они основаны на диодной технике и оптическом волокне, в котором генерируется лазерное излучение. КПД такого излучателя составляет около 45%, что позволяет сократить прямые затраты на эксплуатацию и уменьшить систему охлаждения лазера.
Технология волоконного лазера была впервые разработана в 1960-х годах. В то время она находилась на начальной стадии развития и только спустя 30 лет стала готова к коммерческому использованию. С тех пор эти лазерные источники прошли значительный путь в увеличении мощности, улучшении качества излучения и своей эффективности. В начале своего развития волоконные лазеры могли генерировать всего несколько десятков мВт, а сегодня существуют модели, способные вырабатывать 100 кВт с надежными характеристиками.
Принцип работы волоконного лазера основан на использовании в качестве среды генерации излучения активного волокна вместо стержня или газа. Процесс работы волоконного лазера можно описать следующим образом:
- Энергия от источника накачки (обычно это полупроводниковый диод) поступает на активное волокно;
- В активном волокне происходит процесс поглощения энергии накачки, при котором электроны активной среды переходят на более высокий энергетический уровень, а после чего, возвращаясь в исходное состояние, излучают фотоны;
- Фотоны, излученные в активном волокне, усиливаются за счет прохождения через специально спроектированный резонатор, состоящий из решеток;
- В результате усиления волоконный лазер генерирует мощное световое излучение, которое по транспортному волокну доставляется до рабочего инструмента.
Волоконный лазер активно применяется для реализации многих лазерных технологий:
- Лазерная резка – способ разделения материалов, обладающий высокой производительностью и качеством;
- Лазерная сварка – способ соединения материалов, позволяющий получать сварные соединения, не достижимые иными технологическим подходами;
- Лазерная наплавка – способ восстановления сложнейших деталей и сплавов;
- Лазерная термообработка – способ придания поверхности уникальных механических характеристик, не доступных тривиальной термообработке;
- Лазерная маркировка – один из самых производительных и точных методов обработки.
Преимущества волоконного лазера:
- Высокая эффективность и точность. Благодаря специальной конструкции волоконного лазера, его мощность можно легко увеличивать или уменьшать, что делает его универсальным инструментом для различных задач;
- Стабильность излучения и долгий срок службы. Они могут использоваться для промышленных применений, а также в медицинских и научных исследованиях;
- Компактность и надежность. Волоконные лазеры становятся все более популярными в различных отраслях промышленности. Их применение позволяет увеличить производительность и качество производства, а также снизить затраты на обслуживание и ремонт оборудования;
- Универсальность и простота в обслуживании. Он не зависит от уровня влажности или температуры воздуха, чистка ему не требуется;
- Волоконный лазер работает бесшумно и минимизирует наличие производственных отходов.
