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ファイバーレーザーの応用

2021-04-15

ファイバーレーザー (ファイバーレーザー) は、希土類添加ガラスファイバーを利得媒体として使用するレーザーを指します。ファイバーレーザーはファイバー増幅器に基づいて開発できます。ポンプ光の作用下でファイバー内に高出力密度が容易に形成され、その結果、レーザーが生成されます。作動物質のレーザーエネルギーレベルは「数の反転」であり、正のフィードバックが発生すると、適切にループ（共振器を形成する）を追加することで、レーザー発振出力を形成することができます。
主な用途:
1. マーキング用途
パルスファイバーレーザーは、優れたビーム品質、信頼性、最長のメンテナンスフリー時間、最高の全体的な電気光変換効率、パルス繰り返し周波数、最小の体積、水冷を使用しない最もシンプルで柔軟な使用方法、最小の体積を備えています。運用コストを考慮すると、高速、高精度のレーザーマーキングにはこれが唯一の選択肢となります。
ファイバーレーザーマーキングシステムのセットは、出力 25 W の 1 つまたは 2 つのファイバーレーザー、ワークピースに光を導くために使用される 1 つまたは 2 つのスキャニングヘッド、およびスキャニングヘッドを制御する産業用コンピューターで構成されます。この設計は、50W レーザーでビームを 2 つのスキャニングヘッドに分割するよりも最大 4 倍効率的です。システムの最大マーキング範囲は 175mm*295mm、スポットサイズは 35um、全マーキング範囲内の絶対位置精度は +/-100um です。焦点スポットは 100um の作動距離で 15um まで小さくすることができます。
マテリアルハンドリングアプリケーション
ファイバーレーザー材料の加工は、材料がレーザーエネルギーを吸収する部分が加熱される熱処理プロセスに基づいています。波長約1umのレーザー光のエネルギーは、金属、プラスチック、セラミック材料に吸収されやすいです。
2. 材料曲げの応用
ファイバーレーザー成形または曲げは、金属プレートまたは硬質セラミックの曲率を変更するために使用される技術です。集中加熱と急速な自己冷却により、レーザー加熱領域に塑性変形が生じ、対象となるワークピースの曲率が永久に変化します。研究の結果、レーザー加工によるマイクロベンディングは他の方法よりもはるかに高い精度であることが判明しました。同時に、これはマイクロエレクトロニクス製造において理想的な方法でもあります。
レーザー切断の応用ファイバーレーザーの出力が向上し続けるにつれて、ファイバーレーザーは工業的な切断に大規模に応用できるようになりました。たとえば、高速切断連続ファイバーレーザーを使用してステンレス鋼の動脈管を微細に切断します。ファイバーレーザーはビーム品質が高いため、非常に小さな焦点直径を得ることができ、その結果生じる小さなスリット幅は医療機器業界の基準を刷新しています。
ファイバーレーザーは、その波長帯域が1.3μmと1.5μmの2つの主要な通信窓をカバーしているため、光通信の分野においてかけがえのない地位を占めています。高出力ダブルクラッドファイバーレーザーの開発の成功により、レーザー加工分野の市場需要も顕在化しています。急速な拡大傾向。レーザー加工分野におけるファイバーレーザーの適用範囲と要求性能は次のとおりです。はんだ付けおよび焼結：50～500W。ポリマーおよび複合材の切断: 200W-1kW。不活性化: 300W-1kW;高速印刷と印刷: 20W-1kW;金属焼入れおよびコーティング: 2-20kW;ガラスとシリコンの切断: 500 W-2kW。さらに、UVファイバーグレーティング書き込み技術とクラッドポンピング技術の開発により、紫、青、緑、赤、近赤外光の波長までの出力波長を持つファイバーレーザーを実用的な完全硬化光源として使用できるようになりました。データ保存、カラー表示、医療用蛍光診断に使用されます。
遠赤外波長出力のファイバーレーザーは、スマートでコンパクトな構造、エネルギーと波長の調整可能などの利点により、レーザー医学や生物工学の分野でも使用されています。

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