Introduzirlasers de fibra pulsada
Os lasers de fibra pulsada sãodispositivos a laserque utilizam fibras dopadas com íons de terras raras (como itérbio, érbio, túlio, etc.) como meio de ganho. Consistem em um meio de ganho, uma cavidade ressonante óptica e uma fonte de bombeamento. Sua tecnologia de geração de pulsos inclui principalmente a tecnologia de comutação Q (nível de nanossegundos), o bloqueio de modo ativo (nível de picossegundos), o bloqueio de modo passivo (nível de femtosegundos) e a tecnologia de amplificação de potência de oscilação principal (MOPA).
As aplicações industriais abrangem corte de metais, soldagem, limpeza a laser e corte de terminais de baterias de lítio no campo das novas energias, com potência de saída multimodo atingindo o nível de dezenas de milhares de watts. No campo do lidar, os lasers pulsados de 1550 nm, com sua alta energia de pulso e características de segurança ocular, são aplicados em sistemas de radar de alcance e veiculares.
Os principais tipos de produtos incluem os tipos Q-switched, MOPA e fibra de alta potência.lasers pulsadosCategoria:
1. Laser de fibra com comutação Q: O princípio da comutação Q consiste em adicionar um dispositivo de ajuste de perdas dentro do laser. Na maior parte do tempo, o laser apresenta grandes perdas e praticamente nenhuma emissão de luz. Em um intervalo de tempo extremamente curto, a redução das perdas do dispositivo permite que o laser emita um pulso curto e muito intenso. Os lasers de fibra com comutação Q podem ser obtidos de forma ativa ou passiva. A tecnologia ativa geralmente envolve a adição de um modulador de intensidade dentro da cavidade para controlar as perdas do laser. As técnicas passivas utilizam absorvedores saturados ou outros efeitos não lineares, como o espalhamento Raman estimulado e o espalhamento Brillouin estimulado, para formar mecanismos de modulação Q. Os pulsos geralmente gerados por métodos de comutação Q são da ordem de nanossegundos. Se pulsos mais curtos forem necessários, isso pode ser obtido através do método de travamento de modos.
2. Laser de fibra com bloqueio de modo: Ele pode gerar pulsos ultracurtos por meio de métodos de bloqueio de modo ativo ou passivo. Devido ao tempo de resposta do modulador, a largura do pulso gerado pelo bloqueio de modo ativo geralmente está na escala de picossegundos. O bloqueio de modo passivo utiliza dispositivos de bloqueio de modo passivo, que possuem um tempo de resposta muito curto e podem gerar pulsos na escala de femtosegundos.
Segue uma breve introdução ao princípio do travamento do molde.
Existem inúmeros modos longitudinais em uma cavidade ressonante de laser. Para uma cavidade em forma de anel, o intervalo de frequência dos modos longitudinais é igual a Δν/CCL, onde C é a velocidade da luz e CL é o comprimento do caminho óptico da luz de sinal percorrendo uma volta completa dentro da cavidade. De modo geral, a largura de banda de ganho dos lasers de fibra é relativamente grande, e um grande número de modos longitudinais opera simultaneamente. O número total de modos que o laser pode acomodar depende do intervalo entre os modos longitudinais Δν e da largura de banda de ganho do meio ativo. Quanto menor o intervalo entre os modos longitudinais, maior a largura de banda de ganho do meio e mais modos longitudinais podem ser suportados. Por outro lado, quanto menor o intervalo entre os modos longitudinais, maior a largura de banda de ganho do meio ativo e, consequentemente, menor o número de modos longitudinais suportados.
3. Laser quase contínuo (laser QCW): É um modo de operação especial entre os lasers de onda contínua (CW) e os lasers pulsados. Ele atinge alta potência instantânea de saída por meio de pulsos longos periódicos (ciclo de trabalho tipicamente ≤1%), mantendo uma potência média relativamente baixa. Combina a estabilidade dos lasers contínuos com a vantagem de potência de pico dos lasers pulsados.
Princípio técnico: Os lasers QCW carregam módulos de modulação no modo contínuo.laserCircuito para dividir lasers contínuos em sequências de pulsos de alto ciclo de trabalho, permitindo a alternância flexível entre os modos contínuo e pulsado. Sua principal característica é o mecanismo de "pulso de curta duração, resfriamento de longa duração". O resfriamento no intervalo entre os pulsos reduz o acúmulo de calor e diminui o risco de deformação térmica do material.
Vantagens e características: Integração de modo duplo: Combina a potência de pico do modo pulsado (até 10 vezes a potência média do modo contínuo) com a alta eficiência e estabilidade do modo contínuo.
Baixo consumo de energia: Alta eficiência de conversão eletro-óptica e baixo custo de utilização a longo prazo.
Qualidade do feixe: A alta qualidade do feixe dos lasers de fibra permite a usinagem micrométrica de precisão.
Data da publicação: 10/11/2025