Referência para seleçãolaser de fibra monomodo
Em aplicações práticas, escolher um modo único adequadolaser de fibraÉ necessária uma avaliação sistemática de vários parâmetros para garantir que seu desempenho corresponda aos requisitos específicos da aplicação, ao ambiente operacional e às restrições orçamentárias. Esta seção fornecerá uma metodologia prática de seleção baseada em requisitos.
Estratégia de seleção baseada em cenários de aplicação
Os requisitos de desempenho paralasersvariam significativamente entre diferentes cenários de aplicação. O primeiro passo na seleção é esclarecer as principais necessidades da aplicação.
Processamento de materiais de precisão e fabricação micro/nano: Essas aplicações incluem corte fino, perfuração, corte de wafers semicondutores, marcação em nível micrométrico e impressão 3D, etc. Elas exigem altíssima qualidade do feixe e tamanho do ponto focalizado. Um laser com fator M² o mais próximo possível de 1 (como <1,1) deve ser selecionado. A potência de saída precisa ser determinada com base na espessura do material e na velocidade de processamento. Geralmente, uma potência entre dezenas e centenas de watts atende aos requisitos da maioria dos microprocessadores. Em termos de comprimento de onda, 1064 nm é a escolha preferida para a maioria dos processamentos de materiais metálicos devido à sua alta taxa de absorção e baixo custo por watt de potência do laser.
Pesquisa científica e medições de alta precisão: Os cenários de aplicação incluem pinças ópticas, física de átomos frios, espectroscopia de alta resolução e interferometria. Essas áreas geralmente buscam o máximo desempenho em termos de monocromaticidade, estabilidade de frequência e ruído dos lasers. Modelos com largura de linha estreita (mesmo em frequência única) e baixo ruído de intensidade devem ser priorizados. O comprimento de onda deve ser selecionado com base na linha de ressonância de um átomo ou molécula específica (por exemplo, 780 nm é comumente usado para o resfriamento de átomos de rubídio). A manutenção da polarização geralmente é necessária para experimentos de interferência. A potência necessária geralmente não é alta, e algumas centenas de miliwatts a alguns watts costumam ser suficientes.
Aplicações médicas e biotecnológicas incluem cirurgia oftálmica, tratamento da pele e microscopia de fluorescência. A segurança ocular é a principal preocupação, portanto, lasers com comprimentos de onda de 1550 nm ou 2 μm, que estão na faixa de segurança ocular, são frequentemente selecionados. Para aplicações diagnósticas, é necessário atentar para a estabilidade da potência; para aplicações terapêuticas, a potência adequada deve ser selecionada com base na profundidade do tratamento e nos requisitos de energia. A flexibilidade da transmissão óptica é uma grande vantagem nessas aplicações.
Comunicação e Sensoriamento: Sensoriamento por fibra óptica, LiDAR e comunicação óptica espacial são aplicações típicas. Esses cenários exigemlaserPara obter alta confiabilidade, adaptabilidade ambiental e estabilidade a longo prazo, a banda de 1550 nm tornou-se a escolha preferida devido à sua menor perda de transmissão em fibras ópticas. Para sistemas de detecção coerente (como o lidar coerente), um laser linearmente polarizado com uma largura de linha extremamente estreita é necessário como oscilador local.
2. Classificação prioritária de parâmetros-chave
Diante de inúmeros parâmetros, as decisões podem ser tomadas com base nas seguintes prioridades:
Parâmetros decisivos: Primeiro, determine o comprimento de onda e a qualidade do feixe. O comprimento de onda é determinado pelos requisitos essenciais da aplicação (características de absorção do material, normas de segurança, linhas de ressonância atômica) e, geralmente, não há margem para concessões. A qualidade do feixe determina diretamente a viabilidade básica da aplicação. Por exemplo, usinagem de precisão não aceita lasers com um M² excessivamente alto.
Parâmetros de desempenho: Em segundo lugar, atente-se à potência de saída e à largura de linha/polarização. A potência deve atender aos requisitos de energia ou eficiência da aplicação. A largura de linha e as características de polarização são determinadas com base na rota técnica específica da aplicação (como, por exemplo, se há interferência ou duplicação de frequência envolvida). Parâmetros práticos: Por fim, considere a estabilidade (como a estabilidade da potência de saída a longo prazo), a confiabilidade (tempo de operação sem falhas), o consumo de energia, a compatibilidade de interface e o custo. Esses parâmetros afetam a dificuldade de integração e o custo total de propriedade do laser no ambiente de trabalho real.
3. Seleção e avaliação entre modo único e multimodo
Embora este artigo se concentre no modo únicolasers de fibraÉ crucial compreender claramente a necessidade de escolher um laser monomodo na seleção prática. Quando os requisitos principais de uma aplicação são a maior precisão de processamento, a menor zona afetada pelo calor, a capacidade de focalização máxima ou a maior distância de transmissão, um laser de fibra monomodo é a única escolha correta. Por outro lado, se a aplicação envolver principalmente soldagem de chapas grossas, tratamento de superfície em grandes áreas ou transmissão de alta potência em curtas distâncias, e a exigência de precisão absoluta não for alta, os lasers de fibra multimodo podem se tornar uma opção mais econômica e prática devido à sua maior potência total e menor custo.
Data da publicação: 12/11/2025