Laser sợi quang IPG Photonics YLPN-R

Dòng YLPN-R của IPG Photonics là laser sợi quang nano giây năng lượng xung cao kết hợp độ tin cậy của laser sợi quang với các đặc tính năng lượng cao của laser trạng thái rắn. Sau đây là phần giới thiệu chi tiết về các nguyên lý và chức năng cốt lõi của nó:

1. Nguyên lý hoạt động

Nguồn hạt giống + Khuếch đại nhiều giai đoạn

Áp dụng cấu trúc **Bộ khuếch đại công suất dao động chính (MOPA)**:

Nguồn hạt giống: Các xung nano giây công suất thấp được tạo ra bằng cách điều chế bán dẫn hoặc điều chế quang điện, và độ rộng xung và tốc độ lặp lại có thể được kiểm soát chính xác.

Khuếch đại sợi quang: Khuếch đại nhiều giai đoạn (tiền khuếch đại + khuếch đại công suất) được thực hiện thông qua sợi quang pha tạp ytterbi (Yb³⁺), kết hợp với công nghệ sợi quang bọc kép để cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng.

Nén xung (Tùy chọn): Một số kiểu máy nén độ rộng xung thông qua các hiệu ứng phi tuyến tính để đạt được công suất cực đại cao hơn.

Thiết kế năng lượng cao

Sử dụng sợi quang có diện tích chế độ lớn (LMA) để giảm các hiệu ứng phi tuyến tính, kết hợp công nghệ ghép nối bơm bên để cải thiện hiệu suất bơm và đạt được năng lượng xung đơn tính bằng milijoule (mJ).

Quản lý nhiệt

Tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao và thiết kế làm mát chủ động của sợi đảm bảo đầu ra ổn định ở mức năng lượng cao.

2. Các tính năng cốt lõi

Năng lượng xung cao

Năng lượng xung đơn có thể đạt tới hơn 10mJ (như model YLPN-1-10x100), phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi tác động năng lượng cao (như cắt, khoan).

Điều chỉnh tham số linh hoạt

Phạm vi độ rộng xung: 1–300ns (có thể điều chỉnh hoặc cố định)

Tốc độ lặp lại: 1Hz–100kHz (tùy thuộc vào kiểu máy)

Công suất cực đại đạt mức MW, hỗ trợ độ rộng xung ngắn và xung đột cao.

Chất lượng chùm tia tuyệt vời

M² < 1,3, gần với giới hạn nhiễu xạ, thích hợp cho gia công chính xác (như gia công lỗ siêu nhỏ, loại bỏ màng).

Độ tin cậy công nghiệp

Cấu trúc toàn bộ bằng sợi có khả năng chống sốc và chống bụi, không có vấn đề lệch trục các thành phần quang học.

Tuổi thọ vượt quá 100.000 giờ, thích hợp cho hoạt động liên tục 24/7.

3. Các tình huống ứng dụng điển hình

Xử lý chính xác

Khoan: Lỗ màng khí của cánh máy bay vũ trụ (kim loại có khả năng xuyên thấu năng lượng cao).

Cắt: Cắt tách các vật liệu giòn (đá sapphire, thủy tinh).

Xử lý bề mặt

Làm sạch bằng tia laser: loại bỏ lớp phủ/oxit (như phục hồi di tích văn hóa).

Kết cấu: tăng cường ma sát cho bề mặt kim loại (phụ tùng ô tô).

Nghiên cứu và y tế

LIBS (Phổ phân tích phá vỡ cảm ứng bằng laser): kích thích năng lượng cao của mẫu plasma.

Phẫu thuật bằng tia laser: cắt bỏ mô có chọn lọc (như trong nha khoa, da liễu).

4. So sánh các lợi thế kỹ thuật

Tính năng Dòng YLPN-R Laser trạng thái rắn truyền thống

Yêu cầu bảo trì Về cơ bản không cần bảo trì Các thành phần quang học cần được hiệu chuẩn thường xuyên

Độ ổn định năng lượng ±1% (toàn bộ phạm vi nhiệt độ) ±3–5%

Hiệu suất quang điện >30% <15%

Kích thước Nhỏ gọn (tích hợp sợi) Lớn (hệ thống làm mát bằng nước)

5. Ghi chú

Cấu hình quang học: ống kính chuẩn trực/hội tụ (như dòng FLD của IPG) là cần thiết để thích ứng với các khoảng cách làm việc khác nhau.

Bảo vệ an toàn: năng lượng cao phải tuân thủ tiêu chuẩn an toàn laser loại 4 (kính bảo vệ, thiết bị liên động).

Dòng sản phẩm YLPN-R của IPG đạt được sự cân bằng giữa năng lượng cao và tính ổn định công nghiệp trong trường laser nano giây thông qua những cải tiến trong công nghệ sợi quang và đặc biệt phù hợp với các tình huống có yêu cầu nghiêm ngặt về năng lượng xung và độ chính xác.