Les caractéristiques et le champ d'application des cinq types de lasers

Lasersest l'un des composants essentiels des systèmes de traitement laser modernes. Avec le développement de la technologie de traitement laser, les lasers se développent également constamment et de nombreux nouveaux lasers sont apparus.

Les premiers lasers de traitement laser étaient principalement des lasers à gaz CO2 de haute puissance et des lasers YAG solides pompés par lampe, et la tendance de développement était principalement vers l'augmentation de la puissance laser. Cependant, lorsque la puissance du laser atteint une certaine exigence, la qualité du faisceau laser commence à retenir l'attention et le développement des lasers s'oriente vers l'amélioration de la qualité du faisceau. Les lasers à semi-conducteurs, les lasers à fibre et les lasers à disque sont successivement développés, permettant au traitement des matériaux, au médical, à l'aérospatiale, à la construction automobile et à d'autres domaines de connaître un développement rapide.

Les lasers CO2, les lasers Nd:YAG, les lasers à semi-conducteurs, les lasers à disque et les lasers à fibre sont les cinq types de lasers les plus courants actuellement sur le marché. Quelles sont leurs caractéristiques respectives et leurs domaines d’application ?

Laser CO2
Application : La longueur d'onde du laser CO2 est de 10,6 um et a un faible coefficient d'absorption pour les métaux. Il convient généralement à la découpe de matériaux non métalliques et peut être utilisé pour le soudage de matériaux métalliques. Il peut être largement utilisé dans les applications de soudage dans l'aviation, les instruments électroniques, les machines, l'automobile et d'autres domaines.

Laser Nd:YAG
Application : le laser YAG a un coefficient d'absorption élevé pour le métal et peut être utilisé pour la découpe, le soudage, le marquage et d'autres applications du métal. En raison de ses caractéristiques de grande énergie, de puissance de crête élevée, de structure compacte, de forte durabilité et de performances fiables, il est largement utilisé dans l'industrie, la défense nationale, la recherche médicale, scientifique et d'autres domaines.

Laser à semi-conducteur
Application : Les lasers à semi-conducteurs sont limités par la grande uniformité du faisceau laser et la faible pénétration, ils ne conviennent donc pas aux applications de découpe de métaux. Cependant, leurs caractéristiques ponctuelles conviennent au traitement des surfaces métalliques, comme le revêtement, le durcissement, l'impression 3D, etc. Il peut être largement utilisé dans les domaines aérospatial, médical, automobile et autres.

Laser à disque
Application : Le laser à disque est une structure de couplage de chemin optique spatial, la qualité du faisceau est donc très élevée. Il convient aux applications de matériaux laser telles que la découpe de métaux, le soudage, le marquage, le revêtement laser, le durcissement et l'impression 3D. Il est largement utilisé dans la construction automobile. , aérospatiale, machines de précision, électronique 3C et autres domaines.

Laser à fibre optique
Champ d’application:En raison de son efficacité de conversion électro-optique élevée, de son bon coefficient d'absorption du métal et de sa qualité de faisceau élevée, le laser à fibre peut être utilisé pour la découpe, le soudage, le marquage, le traitement de surface métallique et d'autres applications. Largement utilisé dans les domaines de l'aérospatiale, de la construction automobile, de l'électronique 3C, du médical et d'autres domaines.

Par rapport aux lasers CO2 traditionnels et aux lasers solides YAG, les lasers à semi-conducteurs présentent des avantages techniques évidents, tels qu'une petite taille, un poids léger, un rendement élevé, une faible consommation d'énergie, une longue durée de vie et une absorption élevée des métaux des lasers à semi-conducteurs. Avec le développement continu de la technologie des lasers à semi-conducteurs, d'autres lasers à semi-conducteurs basés sur des lasers à semi-conducteurs, tels que les lasers à fibre, les lasers à semi-conducteurs à fibre à sortie directe et les lasers à disque, se développent également rapidement. Parmi eux, les lasers à fibre se sont développés rapidement, en particulier les lasers à fibre dopés aux terres rares, qui ont été largement utilisés dans des domaines tels que les communications par fibre, la détection par fibre et le traitement des matériaux par laser.

Le laser à fibre a attiré beaucoup d'attention ces dernières années et est devenu le centre de toutes les recherches. En effet, il présente des avantages que les autres lasers ne peuvent égaler, qui se reflètent principalement dans :

(1) La qualité du faisceau est bonne et présente une très bonne monochromaticité, directivité et stabilité ;

(2) La fibre optique est à la fois un milieu de gain laser et un milieu de guide d'ondes lumineuses. Par conséquent, l’efficacité de couplage de la lumière de pompe est assez élevée. Le diamètre du cœur de la fibre est petit et une densité de puissance élevée se forme facilement à l'intérieur de la fibre. De plus, les lasers à fibre peuvent facilement étendre la longueur du gain. , afin d'absorber complètement la lumière de la pompe et de faire en sorte que l'efficacité totale de la conversion lumière-lumière dépasse 60 % ;

(3) Le matériau de la matrice est du Si02, qui présente une excellente stabilité en température ; tandis que la structure cylindrique de la fibre optique présente un rapport surface/volume élevé et une dissipation thermique rapide. La température ambiante peut être de -20-+7000C, et la chaleur de son matériau de travail est la charge est assez faible, aucun système de refroidissement n'est requis et il peut produire une luminosité élevée et une puissance de crête élevée, atteignant 140 mw/cm2 ;

(4) Il est de petite taille, de structure simple et le matériau de travail est un support flexible. Il peut être conçu pour être assez compact et flexible, facile à utiliser, facile à intégrer dans le système et présente des performances de coût élevées ;

(5) En tant que milieu laser, la fibre optique dopée possède une structure de niveaux d'énergie extrêmement riche dopée avec des ions de terres rares. La transition de niveau d'énergie couvre une large bande allant de l'ultraviolet à l'infrarouge, et de nombreux niveaux d'énergie de transition peuvent être obtenus pour l'oscillation laser. Il peut être conçu et exploité dans une large plage spectrale (455-3500 nm). De plus, le spectre de fluorescence de la fibre de verre est assez large. En insérant un sélecteur de longueur d'onde approprié, un laser à fibre accordable peut être obtenu et la plage de réglage a atteint 80 nm ;

(6) Le procédé de fibre optique en silicium est désormais très mature, ce qui permet de produire des fibres optiques de haute précision et à faibles pertes, réduisant ainsi considérablement le coût des lasers.

(7) Il présente une flexibilité et une compatibilité naturelles avec les fibres optiques de transmission conventionnelles en termes de matériaux et de dimensions géométriques, il est donc facile d'intégrer des fibres optiques, présente une faible perte de couplage et est facile à utiliser.

(8) Peut fonctionner dans des conditions environnementales difficiles, telles qu'un impact élevé, des vibrations élevées, une température élevée, etc.

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