Budowa lasera fiber i jego działanie
EagleBez wątpienia elementem, od którego należy zacząć opis budowy lasera fiber, jest aktywne włókno optyczne, które posiada domieszki pierwiastków ziem rzadkich. To w jego wnętrzu generowane jest promieniowanie.
Laser fiber, zwany także laserem światłowodowym, wykorzystuje włókno światłowodowe do tworzenia i przesyłania fotonów (światła). Zastosowanie światłowodu na bazie szkła sprawia, że lasery fiber mają znaczącą przewagę nad laserami CO2, ponieważ nie polegają na idealnie ustawionych i czystych lustrach, które umożliwiają ruch końcówki dyszy. Zamiast tego są one elastyczne, małe i lekkie.
Powiązane firmy
Na ten specjalistyczny rodzaj światłowodu składają się trzy warstwy, które różnią się od siebie współczynnikami załamania światła.
Budowa lasera fiber – pierwsza warstwa
Warstwa zewnętrzna, której rolę pełni okładzina włókna laserowego, wyróżnia się najniższym współczynnikiem załamania światła. Głównym zadaniem tej części jest odbijanie od swojej powierzchni światła, odpowiadającego za rozpoczęcie pracy lasera. W tym samym czasie blokowana jest emisja promieniowania poza włókno.
Budowa lasera fiber – warstwa centralna
Rdzeń wykonany z materiału o wyższym współczynniku załamania światła niż w przypadku okładziny zewnętrznej. Wierzchnia część rdzenia pełni funkcję światłowodu, a jej zadaniem jest inicjacja pracy lasera, przy jednoczesnym zapewnieniu odpowiedniego przekazu energii pompowania. W środkowej części znajduje się aktywny optycznie rdzeń, który charakteryzuje się bardzo wysokim współczynnikiem załamania światła, najwyższym spośród wszystkich warstw opisywanego włókna.
Aktywne włókno lasera fiber zakończono specjalnymi siatkami dyfrakcyjnymi. Pierwsza z nich pełni funkcję zwierciadła, zapewniając tym samym pełne odbicie. Z kolei druga pełni funkcję zwierciadła wyjściowego w rezonatorze optycznym. Należy wspomnieć o tym, że tego rodzaju włókno charakteryzuje się dużą elastycznością, a także trwałą, solidną i zwartą konstrukcją. Właściwości te pozwalają na generowanie cienkich, plastycznych prętów laserowych o odpowiedniej długości.
Na końcach włókna optycznego umieszczone są złączki, które odpowiadają za dystrybucję energii wysyłanej z diod pompujących do zewnętrznych warstw włókna. Następnie wiązka lasera emitowana przez rdzeń transportowana jest do kolimatora za pośrednictwem światłowodu. Wiązka lasera fiber ma przy tym bardzo dużą moc, a jednocześnie dużą rozbieżność. Kolimator odpowiada za przekształcanie jej w wiązkę o równoległych, skupionych promieniach. Kiedy proces ten się zakończy, wiązka wędruje dalej do układu optycznego, gdzie jest ogniskowana do punktu o określonej, ustalonej wcześniej średnicy. Jej ostateczne wymiary mogą być swobodnie dostosowane do indywidualnych potrzeb użytkowników, a także do warunków technologicznych, które są konieczne do prawidłowego wykonania precyzyjnej obróbki materiału.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Należy również zwrócić uwagę na fakt, że długie włókna charakteryzują się bardzo cienką konstrukcją. Zdecydowanie wpływa to na skuteczność chłodzenia, a jednocześnie na ograniczanie nagrzewania się włókien podczas pompowania energią wiązki lasera. Cechy te znacząco wpływają na ogólną sprawność urządzeń, co bezpośrednio pozwala na osiągnięcie wysokiego współczynnika przetwarzania mocy. Parametr ten obliczany jest na podstawie stosunku mocy wiązki emitowanej przez aktywne włókna do mocy elektrycznej, koniecznej do wygenerowania promieniowania laserowego.
Laser fiber – jak to działa w praktyce?
W poniższym wideo przedstawiony został sposób działania laserów fiber w praktyce. Doskonale ujęte zostały takie właściwości jak szybkość, precyzja i bezpieczeństwo cięcia. Warto również zwrócić uwagę na to, jak dużą wszechstronnością charakteryzuje się ta nowoczesna technologia cięcia laserowego.
Źródło: Eagle
