Giới thiệulaser xung sợi quang
Laser xung sợi quang làthiết bị laserChúng sử dụng các sợi quang được pha tạp các ion đất hiếm (như ytterbium, erbium, thulium, v.v.) làm môi trường khuếch đại. Chúng bao gồm một môi trường khuếch đại, một khoang cộng hưởng quang học và một nguồn bơm. Công nghệ tạo xung của chúng chủ yếu bao gồm công nghệ chuyển mạch Q (mức nano giây), khóa chế độ chủ động (mức pico giây), khóa chế độ thụ động (mức femto giây) và công nghệ khuếch đại công suất dao động chính (MOPA).
Các ứng dụng công nghiệp bao gồm cắt kim loại, hàn, làm sạch bằng laser và cắt đầu nối TAB pin lithium trong lĩnh vực năng lượng mới, với công suất đầu ra đa chế độ đạt mức hàng chục nghìn watt. Trong lĩnh vực lidar, laser xung 1550nm, với năng lượng xung cao và tính năng an toàn cho mắt, được ứng dụng trong các hệ thống radar đo khoảng cách và radar gắn trên xe.
Các loại sản phẩm chính bao gồm loại chuyển mạch Q, loại MOPA và cáp quang công suất cao.laser xung. Loại:
1. Laser sợi quang chuyển mạch Q: Nguyên lý của chuyển mạch Q là thêm một thiết bị điều chỉnh tổn hao vào bên trong laser. Trong hầu hết các khoảng thời gian, laser có tổn hao lớn và hầu như không phát ra ánh sáng. Trong một khoảng thời gian cực ngắn, việc giảm tổn hao của thiết bị cho phép laser phát ra xung ngắn rất mạnh. Laser sợi quang chuyển mạch Q có thể được tạo ra bằng phương pháp chủ động hoặc thụ động. Công nghệ chủ động thường liên quan đến việc thêm một bộ điều biến cường độ bên trong khoang cộng hưởng để kiểm soát tổn hao của laser. Các kỹ thuật thụ động sử dụng các chất hấp thụ bão hòa hoặc các hiệu ứng phi tuyến khác như tán xạ Raman kích thích và tán xạ Brillouin kích thích để tạo thành cơ chế điều biến Q. Các xung thường được tạo ra bằng phương pháp chuyển mạch Q ở mức nano giây. Nếu muốn tạo ra các xung ngắn hơn, có thể thực hiện thông qua phương pháp khóa chế độ.
2. Laser sợi quang khóa pha: Nó có thể tạo ra các xung cực ngắn thông qua phương pháp khóa pha chủ động hoặc khóa pha thụ động. Do thời gian đáp ứng của bộ điều biến, độ rộng xung được tạo ra bằng khóa pha chủ động thường ở mức picosecond. Khóa pha thụ động sử dụng các thiết bị khóa pha thụ động, có thời gian đáp ứng rất ngắn và có thể tạo ra các xung ở thang femtosecond.
Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn về nguyên lý khóa khuôn.
Trong một khoang cộng hưởng laser có vô số chế độ dọc. Đối với khoang hình vòng, khoảng tần số của các chế độ dọc bằng λ/CCL, trong đó C là tốc độ ánh sáng và CL là chiều dài đường truyền quang của ánh sáng tín hiệu đi một vòng trong khoang. Nói chung, băng thông khuếch đại của laser sợi quang tương đối lớn, và một số lượng lớn các chế độ dọc hoạt động đồng thời. Tổng số chế độ mà laser có thể hỗ trợ phụ thuộc vào khoảng chế độ dọc ∆ν và băng thông khuếch đại của môi trường khuếch đại. Khoảng chế độ dọc càng nhỏ, băng thông khuếch đại của môi trường càng lớn, và càng có thể hỗ trợ nhiều chế độ dọc hơn. Ngược lại, khoảng chế độ dọc càng lớn thì băng thông khuếch đại càng lớn.
3. Laser bán liên tục (laser QCW): Đây là chế độ hoạt động đặc biệt nằm giữa laser sóng liên tục (CW) và laser xung. Nó đạt được công suất tức thời cao thông qua các xung dài định kỳ (chu kỳ làm việc thường ≤1%) trong khi vẫn duy trì công suất trung bình tương đối thấp. Nó kết hợp tính ổn định của laser liên tục với ưu điểm về công suất đỉnh của laser xung.
Nguyên lý kỹ thuật: Laser QCW tải các mô-đun điều chế trong chế độ liên tục.tia laserMạch này dùng để cắt các tia laser liên tục thành các chuỗi xung có chu kỳ làm việc cao, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ liên tục và chế độ xung. Tính năng cốt lõi của nó là cơ chế “phát xung ngắn hạn, làm mát dài hạn”. Quá trình làm mát trong khe xung giúp giảm sự tích tụ nhiệt và giảm nguy cơ biến dạng nhiệt của vật liệu.
Ưu điểm và tính năng: Tích hợp chế độ kép: Kết hợp công suất đỉnh của chế độ xung (lên đến 10 lần công suất trung bình của chế độ liên tục) với hiệu suất cao và độ ổn định của chế độ liên tục.
Tiêu thụ năng lượng thấp: Hiệu suất chuyển đổi quang điện cao và chi phí sử dụng lâu dài thấp.
Chất lượng chùm tia: Chất lượng chùm tia cao của laser sợi quang hỗ trợ gia công vi mô chính xác.
Thời gian đăng bài: 10/11/2025