IPG fotonický vláknový laser YLPN-R

Séria YLPN-R od spoločnosti IPG Photonics je vláknový laser s vysokou energiou impulzov v nanosekundovom rozsahu, ktorý kombinuje spoľahlivosť vláknových laserov s vysokoenergetickými vlastnosťami laserov v pevnej fáze. Nasleduje podrobný úvod do jeho základných princípov a funkcií:

1. Princíp fungovania

Zdroj semien + viacstupňová amplifikácia

Prijíma štruktúru **Master Oscillator Power Amplification (MOPA)**:

Zdroj semien: Nízkoenergetické nanosekundové impulzy sú generované polovodičovou moduláciou alebo elektrooptickou moduláciou a šírka impulzu a opakovacia frekvencia sa dajú presne regulovať.

Zosilnenie vlákna: Viacstupňové zosilnenie (predzosilnenie + zosilnenie výkonu) sa vykonáva pomocou vlákna dopovaného yterbiom (Yb³⁺) v kombinácii s technológiou dvojitého plášťa vlákna pre zlepšenie účinnosti premeny energie.

Kompresia impulzov (voliteľná): Niektoré modely komprimujú šírku impulzu pomocou nelineárnych efektov, aby sa dosiahol vyšší špičkový výkon.

Vysokoenergetický dizajn

Na zníženie nelineárnych efektov použite vlákno s veľkou plochou (LMA), skombinujte technológiu bočného prepojenia čerpadiel na zlepšenie účinnosti čerpania a dosiahnite energiu jedného impulzu v milijouloch (mJ).

Tepelný manažment

Vysoký pomer povrchu k objemu a aktívne chladenie vlákna zabezpečujú stabilný výstup pri vysokej energii.

2. Základné vlastnosti

Vysoká pulzná energia

Energia jedného impulzu môže dosiahnuť viac ako 10 mJ (ako napríklad model YLPN-1-10x100), čo je vhodné pre aplikácie vyžadujúce vysoký energetický náraz (ako je rezanie, vŕtanie).

Flexibilné nastavenie parametrov

Rozsah šírky impulzu: 1–300 ns (nastaviteľný alebo pevný)

Opakovací kmitočet: 1 Hz – 100 kHz (v závislosti od modelu)

Špičkový výkon dosahuje úroveň MW, čo podporuje krátku šírku impulzu a vysoký burst.

Vynikajúca kvalita lúča

M² < 1,3, blízko difrakčného limitu, vhodné na presné spracovanie (ako je spracovanie mikrootvorov, odstraňovanie filmu).

Priemyselná spoľahlivosť

Celovláknová štruktúra je odolná voči nárazom a prachu, bez problémov s nesprávnym zarovnaním optických komponentov.

Životnosť presahuje 100 000 hodín, vhodná pre nepretržitú prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni.

3. Typické scenáre použitia

Presné spracovanie

Vŕtanie: Otvor pre vzduchový film v leteckom priemysle (kov s vysokou penetráciou energie).

Rezanie: Delené rezanie krehkých materiálov (zafír, sklo).

Povrchová úprava

Laserové čistenie: odstraňovanie povlakov/oxidov (napríklad pri reštaurovaní kultúrnych pamiatok).

Textúrovanie: zvýšenie trenia kovových povrchov (autodiely).

Výskum a medicína

LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy): vysokoenergetická excitácia vzorky plazmy.

Laserová chirurgia: selektívna ablácia tkaniva (ako napríklad v stomatológii, dermatológii).

4. Porovnanie technických výhod

Vlastnosti série YLPN-R Tradičný pevnolátkový laser

Požiadavky na údržbu V podstate bezúdržbové Optické komponenty je potrebné pravidelne kalibrovať

Energetická stabilita ±1 % (plný teplotný rozsah) ±3–5 %

Elektrooptická účinnosť >30% <15%

Veľkosť Kompaktná (integrácia optických vlákien) Veľká (systém vodného chladenia)

5. Poznámky

Optická konfigurácia: na prispôsobenie sa rôznym pracovným vzdialenostiam je potrebná kolimačná/zaostrovacia šošovka (ako napríklad séria FLD od IPG).

Bezpečnostná ochrana: vysoká energia musí spĺňať bezpečnostné normy pre lasery triedy 4 (ochranné okuliare, blokovacie zariadenie).

Séria YLPN-R od spoločnosti IPG dosahuje rovnováhu medzi vysokou energiou a priemyselnou stabilitou v oblasti nanosekundových laserov vďaka inováciám v technológii optických vlákien a je obzvlášť vhodná pre scenáre s prísnymi požiadavkami na energiu impulzov a presnosť.