Amplitúdový vysokovýkonný laser Satsuma X

Amplitude Satsuma X je vysokovýkonný ultrarýchly tenkodiskový laser, ktorý uviedla na trh spoločnosť Amplitude of France. Využíva revolučnú technológiu zosilňovača s tenkými diskami na dosiahnutie priemerného výstupného výkonu na úrovni kilowattov pri zachovaní presnosti femtosekundových impulzov, čím nanovo definuje hranice výkonu priemyselného ultrarýchleho spracovania.

2. Prelomový princíp fungovania

1. Architektúra zosilňovača s tenkými vrstvami

Ziskové médium: tenký plátok kryštálu Yb:YAG (hrúbka <200μm)

Pomer povrchu k objemu je 100-krát väčší ako pri tradičných tyčových laseroch

Podporuje viacprechodové čerpanie (16 odberov energie)

Výhody tepelného manažmentu:

Teplotný gradient <0,1 °C/mm (tradičné tyčové lasery >5 °C/mm)

Teoretický efekt tepelnej šošovky sa blíži k nule

2. Viacstupňový zosilňovací systém

Zdroj semien: vláknový oscilátor (šírka impulzu <300 fs)

Predzosilňovací stupeň: optický CPA systém (natiahnutie impulzu na 2 ns)

Hlavný zosilňovací stupeň: tenkovrstvový viacpriechodový zosilňovač (energia jedného impulzu > 50 mJ)

Kompresor: mriežkový pár komprimuje späť femtosekundové impulzy

3. Technológia riadenia v reálnom čase

Adaptívny optický systém:

Deformovateľné zrkadlo koriguje skreslenie vlnoplochy (presnosť λ/10)

Diagnostika impulzov v reálnom čase (integrácia technológie FROG)

Inteligentné riadenie napájania:

Automaticky upravuje parametre sledu impulzov podľa odrazivosti materiálu

Kolísanie výkonu <±0,8 % (8 hodín nepretržitej prevádzky)

III. Výhody, ktoré sú špičkou v odvetví

1. Vyváženie výkonu a presnosti

Parametre Satsuma X HP3 Tradičný diskový laser

Priemerný výkon 1 kW 500 W

Energia jedného impulzu 50 mJ 20 mJ

Rýchlosť spracovania hliníkovej fólie 15 m/min (hrúbka 0,1 mm) 8 m/min

Tepelne ovplyvnená zóna <5 μm <10 μm

2. Prielom v priemyselnej využiteľnosti

Nepretržitá prevádzka 7×24:

Prijať optický dizajn bez lepidla (antivibračný > 5G)

MTBF kľúčových komponentov > 30 000 hodín

Inteligentný systém údržby:

Pripomenutie prediktívnej údržby (na základe algoritmu umelej inteligencie)

Modulárna výmena (optické komponenty < 30 minút)

3. Výhody spracovania materiálu

Vysoko reflexné spracovanie kovov:

Pomer hĺbky k šírke zvárania medi 20:1 (konvenčná technológia <10:1)

Rezanie zlatej fólie bez roztavených guľôčok (rýchlosť > 20 m/min)

Spracovanie transparentného materiálu:

Presnosť kontroly kvality vnútornej modifikácie skla ±0,5 μm

Zafírový rezný kužeľ <0,1°

IV. Typické scenáre aplikácie

1. Výroba nových energetických batérií

Rezanie uší z tyče:

Rýchlosť rezania medenej fólie s hrúbkou 8 μm 30 m/min

Bez otrepov na hranách (Ra < 0,5 μm)

Zváranie plášťa batérie:

Penetrácia zvárania hliníkovej zliatiny 10 mm

Pórovitosť <0,01%

2. Letectvo a kozmonautika

Chladiaci otvor lopatiek turbíny:

Mikropóry vysokoteplotnej zliatiny (pomer hĺbky k priemeru Φ50μm 50:1)

Žiadna vrstva prelievania (únavová životnosť sa zvýšila 3-krát)

Spracovanie kompozitných materiálov:

Rezanie CFRP bez delaminácie (zóna ovplyvnená teplom <3 μm)

3. Presná elektronika

Flexibilné spracovanie obvodov:

Presnosť rezania PI fólie ±2 μm

Minimálna šírka čiary 15 μm

Balenie polovodičov:

Účinnosť spracovania priechodných otvorov v skle (TGV) sa zvýšila päťkrát

V. Výhody technického porovnania

Porovnateľné položky Satsuma X Americký konkurent Nemecký konkurent

Škálovateľnosť výkonu 1,5 kW prevedenie horná hranica 800 W horná hranica 1 kW

Flexibilita impulzu 0,1 – 10 ps nastaviteľná Pevná šírka impulzu Obmedzené nastavenie

Zastavaná plocha 1,2 m² 2 m² 1,8 m²

Pomer spotreby energie 1,0 1,3 1,2

VI. Systém podpory služieb

Globálne aplikačné laboratóriá: Francúzsko/USA/Japonsko/Čína (Šanghaj)

Balík pre vývoj procesov: Poskytuje viac ako 100 knižníc parametrov spracovania materiálu

Vzdialená diagnostika: Riešenie problémov v sieti 5G v reálnom čase

Satsuma X úspešne vyriešila problém „tepelného úzkeho hrdla“ ultrarýchlych laserov vo vysokovýkonnej oblasti prostredníctvom hlbokej integrácie technológie zosilňovania tenkých vrstiev a inteligentného riadenia a stala sa transformačným nástrojom pre strategické odvetvia, ako je letecký a kozmický priemysel a nová energia. Jeho modulárny dizajn tiež rezervuje technický priestor pre budúce vylepšenia na 1,5 kW.