Üleaktiivne areng kaasaegne tööstus sageli stimuleerib uute tehnoloogiliste lähenemisviiside tekkimist, mis põhinevad kõrgel teaduslikul arengul ja mille eesmärk on laiendada toodetud toodete valikut ja kogust. Hea näide Lasertehnoloogia valdkonnast on saanud selline tootmisnõuete sümbioos teadussaavutustega. Lasertehnoloogiatel põhinevate seadmete osade, sõlmede ja toodete märgistamise valdkonnas on laialdaselt kasutusele võetud palju eeliseid minimaalsete puudustega.
Lasermärgistamise tööstus kasutab laia valikut laserseadmed (KATALOG) taotluse alusel erinevat tüüpi laserkiirgurid. Kiirguse kvaliteet, märkimisväärne tööiga ja tekkiva valgusvoo stabiilsus on määranud tahkislaseritel põhinevate märgistusseadmete laialdasema kasutuse. Tahkislaseril põhinevat tööstuslikku markeerimismasinat valmistatakse erinevates vormitegurites ja see võib olenevalt tootmisnõuetest olla kas kompaktne paindlikuks kasutamiseks tootmisalal või statsionaarne koos lisavarustus seeriapartiide märgistamiseks.
Kiudlaserid, mida kasutatakse aktiivselt paljudes lasermärgistussüsteemides, kuuluvad tahkislaserite rühma, töötavad lainepikkusega 1,064 mikronit ja võimaldavad saavutada väljundis kaugkiire võimsust. Kiudoptiline laser genereerib energiat aktiivse keskkonna, mis on sisseehitatud optiline kiud, dioodipumpamise tõttu.
Sellise seadme tüüpiline vooluahel koosneb kolmest põhikomponendist:
- Pumpamismoodul. Ühemoodilise kiirgusega lairiba LED-e või laserdioode kasutatakse optiliste lainejuhtide pumbaallikana, mis tagavad suure heleduse ja pika väljundi eluea;
- Aktiivne keskkond. Koosneb aktiivsest optilisest kiust ja pumba lainejuhist. Kasutatakse haruldaste muldmetallide või vismutiga legeeritud kiudvalgusjuhte. Dopingu tihedus määratakse valmistatava optilise kiu pikkuse järgi. Optilise kiu põhimaterjal on ülipuhas sulatatud ränidioksiid, mille optilised kaod on minimaalsed. Sellise legeeritud kvartsi pumba võimsuse ülempiir on mitu kilovatti, mille määrab maksimaalne kiirgusvõimsus pindalaühiku kohta, mille juures materjal ei hävine;
- Optiline resonaator. Täidab laserresonantssüsteemi funktsioone ja on loodud positiivse optilise tagasiside tekitamiseks, mille tõttu laservõimendi muutub lasergeneraatoriks. See fokuseerib toimeaine poolt kiiratava valguse üheks kitsaks kiireks. Resonaator määrab tekkiva kiirguse spektri, polarisatsiooni ja suuna. Kõige sagedamini kasutatavad resonaatorid on Braggi peeglid, rõngasresonaatorid ja Fabry-Perot resonaatorid.
Rakendused tehnoloogilised seadmed märgistamiseks, mis on varustatud fiiberoptiliste laseritega, on üsna mitmekesised: täpne mikrotöötlus erinevaid materjale, graafiline märgistus, mikrofreesimine, pealdised näidikupaneelidel, pindade kunstiline struktureerimine. Märgistusplaatide ja nimesiltide märgistamine, vöötkoodide tuvastamine, õhukeste fooliummaterjalide töötlemine – kõik see on fiiberoptilistel laseritel põhinevate seadmetega lihtsalt võimalik.
Fiiberlaser-emitteritel põhinevad märgistusseadmed konkureerivad edukalt teist tüüpi, nii traditsiooniliste kui ka teist tüüpi laseritel põhinevate märgistustega. Need on odavad, kompaktsed, hõlpsasti kasutatavad, suure töökiiruse ja tõhususega.
Neid lasereid saab väga tinglikult eristada eraldi tüübina, kuna need kasutavad aktiivse keskkonna ergastamiseks (pumpamiseks) ligikaudu sama mehhanismi kui gaasi- või tahkislaserid.
Laserdioode kasutatakse ka pumpamiseks. Need allikad töötati välja kiud-telekommunikatsioonisüsteemide jaoks, kus neid kasutatakse signaalivõimenditena. Kujutage ette, et kristall, milles toodetakse kasulikku laserkiirgust, on venitatud üle mitmekümne meetri ja kujutab endast mitme mikronise läbimõõduga kiudude südamikku, mis asub kvartskiu sees. Dioodi kiirgus suunatakse kvartskiudu ja südamiku optiline pumpamine toimub kogu selle pikkuses.
Laserklaasi kasutamine tahkislaserites aktiivse elemendina on tuntud juba pikka aega. Erinevalt kristallidest on laserklaasidel sisemine struktuur korrast ära. Koos klaasimoodustavate komponentidega SiO 2, B 2 O 3, P 2 O 5, BeF 2 sisaldavad need Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, MgO, CaO, BaO, Al 2 O 3, Sb 2 O 3. Aktiivsed lisandid toimivad kõige sagedamini neodüümioonidena Nd 3+; Kasutatakse ka gadoliiniumi Gd 3+, erbium Er 3+, holmium Ho 3+, ütterbium Yb 3+. Neodüümiioonide Nd 3+ kontsentratsioon klaasides ulatub 6% (massi järgi).
Laserklaasid saavutavad aktiivsete osakeste kõrge kontsentratsiooni. Selliste klaaside eeliseks on ka võimalus valmistada suuremõõtmelisi peaaegu igasuguse kujuga ja väga kõrge optilise homogeensusega aktiivelemente. Klaasid saadakse plaatina- või keraamilistes tiiglites. Klaaside lasermaterjalina kasutamise miinusteks on suhteliselt lai laserriba (310 nm) ja madal soojusjuhtivus, mis takistab kiiret soojuse eemaldamist suure võimsusega optilise pumpamise korral.
Kiudlaseritel on väga kõrge (kuni 80%) efektiivsus laserdioodkiirguse muutmisel kasulikuks kiirguseks. Nende töö tagamiseks piisab õhkjahutusest. Need laserallikad on digitaalsete plaatide salvestussüsteemide jaoks väga paljutõotavad.
Joonisel fig. Joonisel 3.22 on kujutatud pooljuhtpumbaga kiudlaseri ja sisse töötamise skeem üldine vaade kogu optilise tee kuni töödeldava materjalini. Selle laseri põhiomadus seisneb selles, et siinne kiirgus genereeritakse õhukeses, vaid 68-mikronilise läbimõõduga kius (südamik; aktiivseks keskkonnaks võib olla näiteks ütterbium), mis paikneb läbimõõduga kvartskiu sees. 400-600 mikronit. Laserpumba dioodide kiirgus juhitakse kvartskiudu ja levib mööda kogu kompleksset komposiitkiudu, mille pikkus on mitukümmend meetrit.
Joonis 3.22 – Optiline süsteem kiudlaseriga:
1 – südamik, ütterbiumiga legeeritud, läbimõõt 6-8 mikronit; 2 – kvartskiud, läbimõõt 400-600 mikronit; 3 – polümeerkest; 4 – välimine kaitsekate; 5 – optilised pumplaserdioodid; 6 – optiline pumpamissüsteem; 7 – kiud (kuni 40 m); 8 – kollimaator; 9 – valgusmodulaator; 10 – teravustamise optiline süsteem
Kiirgus pumpab optiliselt südamikku ja just siin, ütterbiumi aatomitel, toimuvad füüsikalised transformatsioonid, mille tulemuseks on laserkiirguse ilmumine. Kiu otste lähedale tehakse südamikule kaks nn difraktsioonipeeglit südamiku silindrilisele pinnale sälkude komplektina (difraktsioonivõred) - nii tekib fiiberlaserresonaator. Kiudude kogupikkus ja laserdioodide arv valitakse vajaliku võimsuse ja efektiivsuse alusel. Väljundiks on ideaalne ühemoodiline väga ühtlase võimsusjaotusega laserkiir, mis võimaldab fokuseerida kiirgust väikesesse punkti ja saavutada suurema teravussügavuse kui suure võimsusega tahkis-Nd:YAG puhul. laserid.
Samuti väärib märkimist, et mitmed fiiberlaserkiirguse omadused, näiteks kiire polarisatsiooni iseloom, muudavad selle kiirguse juhtimise akusto-optiliste seadmete abil mugavaks ja usaldusväärseks ning võimaldavad rakendada mitmekiirelise kujutise salvestamise skeeme.
Kuna optiline pumpamine toimub kogu kiu pikkuses, ei esine tavalistele tahkislaseritele tüüpilisi efekte, nagu termiline lääts kristallis, kristalli enda defektidest tingitud lainefrondi moonutused, kiire ebastabiilsus aja jooksul, jne, mis on alati takistanud pooljuhtsüsteemide maksimaalsete võimete saavutamist. Kuid kiudlaseri ülesehituse ja tööpõhimõtted tagavad kõrged jõudlusnäitajad ja muudavad need seadmed täiuslikeks valguskiirguse laserkiirguseks muundajateks.
Vaid mõne mikromeetri paksune laseri südamik on valmistatud ütterbiumist ja toimib resonaatorina. Parimat kvaliteeti saab saavutada kiirguse lainepikkusega 1110 nm, samas kui fiiberoptilise kaabli pikkus võib ulatuda 40 m-ni. Kaubanduslikult toodetakse lasereid võimsusega 1 kuni 100 W, efektiivsusega umbes 50%. Kiudoptilised laserid ei vaja üldjuhul erilist jahutust. Kaasaegsete fiiberoptiliste laserite minimaalne täpimõõt on umbes 20 mikronit ja korrigeerimismehhanismide kasutamisega saab seda vähendada 5 mikronini. Fookussügavus on 300 mikronit, mis võimaldab edukalt töötada erineva paksusega plaatmaterjalidega ilma autofookusmehhanismita.
Dioodlasermoodulid DLM-seeria dioodlasermooduleid toodetakse väljundvõimsusega kuni 100 W. Need laserid eristuvad kompaktse disaini, kõrge töökindluse ja kuluefektiivsuse poolest. Need töötavad lainepikkusel umbes 970 nm, nende pistikefektiivsus on 40-45%, on mõeldud juhtivaks või sundõhujahutuseks ning ei vaja kogu kasutusea jooksul ühtegi elementi välja vahetada. Kiirgusväljund toimub painduva toru kaudu optiline kiud läbimõõduga 0,1...0,3 mm, kaitstud metallkestaga. Moodulite töö hõlbustamiseks võib nähtamatule töökiirgusele lisada väikese võimsusega kiirgust pilootlaserist punases või rohelises vahemikus.
Lasermooduli juhtahel pakub funktsioone väljundkiirguse sisse/välja lülitamiseks, väljundvõimsuse juhtimiseks, mooduli parameetrite jälgimiseks ja pilootlaseri juhtimiseks. Väljundkiirguse lubatud modulatsioonisagedused on kuni 50 kHz. Moodulid saavad toite madalpinge alalisvoolu allikatest.
Peamised eelised
- Kompaktne disain
- Kiudkiirguse kohaletoimetamine
- Kasutegur kuni 45%
- Juhtivus või õhkjahutus
- Kiirgusmodulatsioon sagedustega kuni 50 kHz
- Kõrge töökindlus ja pikk kasutusiga
- Ei vaja hooldust
Rakendused
- Jootmine
- Plastide keevitamine
- Kuumtöötlus
- Pinna puhastamine
- Meditsiiniseadmed
- Laserpumpamine
- Teaduslikud uuringud
Valikud
- Roheline/punane pilootlaser
Tüüpiline spetsifikatsioon
| Valikud | DLM-5 | DLM-10 | DLM-15 | DLM-30 | DLM-50 | DLM-75 | DLM-100 |
| Töörežiim | Pidev, moduleeriv kuni 50 kHz | ||||||
| Maksimaalne väljundvõimsus | 5 | 10 | 15 | 30 | 50 | 75 | 100 |
| Kiirguse lainepikkus | 970 | ||||||
| Kiudude omadused | |||||||
| Optiline väljund | Paljas otsaga kiud/kaitstud otsapind/optiline pistik | Kaitstud serv/optiline pistik | |||||
| Kiu pikkus, m | kuni 20 m | ||||||
| Töörežiimid | |||||||
| Temperatuuritingimused, °C | 0…+40 | ||||||
| Mõõtmed | |||||||
| Suurus, mm | 130 x 230 x 36,5 | 252 x 220 x 75 | |||||
| Kaal, kg | 3 | 3 | 3 | 5 | 5 | 7 | 8 |
CW Ytterbium laserid
ILM-i seeria ytterbium pidevlaine laserid on mõeldud integreerimiseks lõppkasutaja seadmetesse erinevate rakenduste jaoks ja on mõeldud karmides töötingimustes - kõrge vibratsiooni ja saaste tasemega, õhuniiskusega kuni 90% ja suurte temperatuuride erinevustega. Kompaktsed, hooldusvabad, dioodpumbaga ytterbium fiiberlaserid tekitavad kiirgust spektrivahemikus 1030-1080 nm, mis toimetatakse otse kahjustatud piirkonda kasutades ühemoodilist kiudu kaitsvas metallhülsis. Kliendi soovil saab kiu otsa paigaldada kollimeeriva läätse või optilise konnektori.
Madal energiatarve (kasutegur "pistikupesast" on üle 25-30%), kompaktne disain, reguleeritavate elementide puudumine, õhkjahutus, kõrge töökindlus ja pikk kasutusiga ekstreemsetes töötingimustes annavad ytterbiumkiudlaserite põhilised eelised võrreldes laseritega. muud tüüpi selle spektripiirkonna jaoks. Kiirguse väljundvõimsust saab moduleerida amplituudis kuni 5 kHz sagedusega. ILM-seeria laserid saavad toite 24 V alalisvooluvõrgust.
Peamised eelised
- Väljundvõimsus kuni 120 W
- Tala kvaliteet M2
Valikud
- Lineaarne polarisatsioon
- Kiu pikkus kuni 20 m
Rakendused
- Jootmine
- Mikrokeevitus
- Kuumtöötlus
- Graveerimine
- Meditsiiniseadmed
- Teaduslikud mõõteriistad
Tüüpiline spetsifikatsioon
| Valikud | ILM-1 | ILM-5 | ILM-10 | ILM-20 | ILM-50 | ILM-100 |
| Töörežiim | Pidev, moduleeriv kuni 5 kHz | |||||
| Maksimaalne väljundvõimsus, W | 1 | 5 | 10 | 20 | 50 | 100 |
| Kiirguse lainepikkus, nm | 1030 – 1080 (täpsustada tellimisel) | |||||
| Polarisatsioon | Juhuslik | |||||
| Tala kvaliteet, M2 | 1,05 | |||||
| Töörežiimid | ||||||
| Temperatuuritingimused, °C | 0…+40 | |||||
| Energiatarve, W | 25 | 60 | 90 | 125 | 150 | 240 |
| Kiudude omadused | ||||||
| Optiline väljund | Kollimaator | |||||
| Kiu pikkus, m | 2-20 m | |||||
| Mõõtmed | ||||||
| Suurus, mm | 165 x 70 x 230 | 252 x 75 x 220 | ||||
| Kaal, kg | 3 | 3 | 5 | 7 | 8 | 8 |
CW erbiumlaserid
1,5-mikronilise spektrivahemiku jaoks pakub NTO IRE-Polyus laia valikut seadmeid lasertehnoloogia erinevatesse rakendusvaldkondadesse – telekommunikatsioonist meditsiinini. Selle spektrivahemiku võimendid ja laserid kasutavad erbiumiga legeeritud kvartskiude ja pika tööeaga laserpumba dioode.ELM-seeria erbiumkiudlaserid on ainulaadsed instrumendid, millel on kõik kiudlaserite eelised ja mis töötavad silmale ohutus spektrivahemikus (1530-1620 nm). Need laserid oma laia väljundvõimsuse vahemiku, kõrge efektiivsuse, suure töökindluse ja laia valikuvõimalusega on parim lahendus mitmesuguste materjalide töötlemise, telekommunikatsiooni, meditsiini ja teaduslike instrumentide alal. Seadmeid juhitakse liidese kaudu, mis võimaldab ELM-i kasutada osana tehnoloogiline paigaldus, meditsiinilised või teaduslikud kompleksid.
Peamised eelised
- Emissiooni lainepikkus 1530–1620 nm
- Tõhusus pistikupesast on üle 10%
- Suurepärane valgusvihu kvaliteet
- Õhk- või vesijahutus
Valikud
- Võimsuse modulatsioon
- Lineaarne polarisatsioon
- Väljundkiu pikkus kuni 20 m
Rakendused
- Materjali töötlemine
- Telekommunikatsioon
- Meditsiiniseadmed
- Keskkonnaseire
- Teaduslikud mõõteriistad
Tüüpiline spetsifikatsioon
| Valikud | ELM-5 | ELM-10 | ELM-20 | ELM-30 | ELM-50 |
| Töörežiim | Pidev | ||||
| Võimsus, W | 5 | 10 | 20 | 30 | 50 |
| Kiirguse lainepikkus, nm | 1550 – 1570 | ||||
| Polarisatsioon | Juhuslik | ||||
| Tala kvaliteet, M2 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 | 1,05 |
| Töörežiimid | |||||
| Temperatuuritingimused, °C | 0…+40 | ||||
| Energiatarve, W | 50 | 90 | 160 | 240 | 330 |
| Kiudude omadused | |||||
| Optiline väljund | Kollimaator | ||||
| Kiu pikkus, m | 2 | ||||
| Mõõtmed | |||||
| Suurus, mm | 130 x 230 x 70 | 252 x 220 x 75 | |||
| Kaal, kg | 5 | 5 | 8 | 8 | 10 |
CW tuuliumlaserid
NTO IRE-Polyus lõi tuuliumiga aktiveeritud kiududel põhinevad lasersüsteemid spetsiaalselt selleks, et rahuldada suurenenud vajadust suure võimsusega kompaktsete ühemoodiliste kiirgusallikate järele spektrivahemikus 1800–2100 nm sellistes rakendustes nagu materjalide töötlemine ja meditsiin. . Nendel süsteemidel on traditsiooniliste tahkislaserite ees põhimõttelised eelised, kuna need pakuvad suurt võimsust ja väljundkiirguse kvaliteeti, on kõrge efektiivsusega (rohkem kui 5% "pistikupesast"), on kompaktsed ning ei vaja reguleerimist ega hooldust. Kiirgus edastatakse metallkestaga kaitstud ühemoodilise kiu abil. TLM-seeria lasereid on lihtne integreerida erinevatesse kliendikompleksidesse ja süsteemidesse.TLM-seeria tooliumkiudlaserid töötavad pidevas režiimis madalaimas põikrežiimis (M2
Peamised eelised
- Üherežiimiline töörežiim (M2
Valikud
- Lineaarne polarisatsioon
- Väljundkiu pikkus kuni 20 m
Rakendused
- Materjali töötlemine
- Meditsiiniseadmed
- Keskmise infrapuna tahkislaserite ja optiliste parameetriliste ostsillaatorite pumpamine
- Keskkonnaseire
- Teaduslikud mõõteriistad
Tüüpiline spetsifikatsioon
| Valikud | TLM-5 | TLM-10 | TLM-30 |
| Töörežiim | Pidev | ||
| Võimsus, W | 5 | 10 | 30 |
| Kiirguse lainepikkus, nm | 1800-2100 | ||
| Polarisatsioon | Juhuslik | ||
| Kiudude omadused | |||
| Optiline väljund | Kollimaator | ||
| Kiu pikkus, m | 2 — 20 | ||
| Töörežiimid | |||
| Temperatuuritingimused, °C | 0…+40 | ||
| Energiatarve, W | 60 | 120 | 350 |
| Mõõtmed | |||
| Suurus, mm | 130 x 230 x 36,5 | 215 x 95 x 286 | |
| Kaal, kg | 5 | 8 | 10 |
Impulss-ütterbiumlaserid
ILI seeria impulsskiudlaserid annavad impulsskiirgust keskmise võimsusega kuni 50 W ja impulsi kestusega 80 kuni 120 ns. Töömodulatsiooni sagedused on vahemikus 20 kHz kuni 100 kHz. Kiirgus väljastatakse kuni 6 meetri pikkuse kiudoptilise kaabli kaudu. Väljundkollimaator on varustatud optilise isolaatoriga, mis pakub kaitset tagasipeegelduse eest. Keskne genereerimisliin jääb vahemikku 1060-1070 nm. ILI seeria laserid on varustatud väikese võimsusega punase pilootlaseriga.ILI-seeria impulsslasereid iseloomustab madal tarbimine 24 V alalisvooluvõrgust ja neid jahutatakse õhkjahutusega, kasutades sisseehitatud ventilaatoreid.
ILI seeria laserite põhiliseks kasutusvaldkonnaks on lasermärgistamine ja graveerimine. Neid kasutatakse ka täppislõikamiseks, mikrotöötluseks ja laserfreesimiseks.
Peamised eelised:
- Väljundvõimsus kuni 50 W
- Tala kvaliteet M2
Rakendused:
- Graveerimine
- Märgistus
- Mikrotöötlus
- Täpne lõikamine
- Teaduslikud mõõteriistad
Tüüpiline spetsifikatsioon
| Valikud | VÕI-0,5-10 | VÕI-1-20 | VÕI-1-50 |
| Töörežiim | Pulss | ||
| Impulsi energia, mJ | 0,5 | 1 | 1 |
| Kiirguse lainepikkus, nm | 1062 | ||
| Polarisatsioon | Juhuslik | ||
| Keskmine väljundvõimsus, W | 10 | 20 | 50 |
| Impulsi kestus, ns | 90 — 120 | ||
| Tala kvaliteet, M2 | 1,4 | 1,8 | 1,8 |
| Töörežiimid | |||
| Temperatuuritingimused, °C | 0…+40 | ||
| Energiatarve, W | 120 | 150 | 240 |
| Kiudude omadused | |||
| Optiline väljund | Kollimaator sisseehitatud isolaatoriga | ||
| Kiu pikkus, m | 3 | ||
| Mõõtmed | |||
| Suurus, mm | 215 x 95 x 286 | ||
| Kaal, kg | 8 | 9 | 12 |
