Zuntz laserrak vs estatu solidoko laserrak

Gaur egungo laser bidezko laserrak eta zuntz laserrak garapen azkarreko garaian, laser-laserraren bi produktu nagusiak izanik, bakoitzak bere xarma eta abantaila berezia erakutsi du, hala nola industria ekoizpena, ikerketa zientifikoa eta aplikazio militarrak.

1. Printzipio teknikoak eta errendimendu desberdintasunak

1.1 Irabazi ertaina

Zuntz laserrek lurreko dopatutako beira zuntz arraroak erabiltzen dituzte. Ponparen argiaren eraginpean, potentzia handiko dentsitatea eratzen da zuntzetan, eta ondorioz, laser bidezko energia maila eta laser oszilazioaren biztanleria alderantzikatuz, oihartzunaren barrunbearen begi-begiztaren bidez. Zuntz laserrak trinkoak dira eta ez dute hozte sistema konplexurik behar, eta zuntzen malgutasunak abantaila handiagoa ematen die dimentsio anitzeko espazio prozesatzeko aplikazioetan. Zuntz laser baten muina zuntz optikoa da, beira malgukoa, ilea eta ilea mehea, ilea da, eta galera minimoarekin distantzia luzeekin gisatzeko gaitasunagatik ezaguna da. Zuntzak laserraren ertaina aktibo gisa jokatzen du eta laserraren funtzionamenduaren muina da. Hala ere, telekomunikazioetan erabiltzen diren beira edo plastikozko zuntzak ez bezala, zuntz laser bateko zuntz optikoa Lurreko elementu arraroekin dopatzen da, hala nola Erbioa edo Ytterbium. Dopin honek laserren funtzionamenduari behar duen energia-egoera aurkezten du, zuntzak argia ez ezik, anplifikatzen du. Estatuko laserraren (SSL) bere material ertain, solidoa da, eta normalean lau zatiz osatuta dago. Irabazi-ertaina, esaterako, Ruby (CR: al₂o₃) edo neodimio-dopatutako yttrium aluminum grantu (nd: yag), estatu solidoaren laserren arima da. Barruan aktibatutako ioiak (ND³⁺) piper bistan da ponpa argiaren ekintzaren azpian biztanleriaren inbertsioa lortzen da, eta horrela laser argia sortzen da. Hozteko sistema da irabazien ertainean metatutako beroa kentzeaz laser belaunaldiaren ondorioz laserraren funtzionamendu egonkorra dela ziurtatzeko. Erresonatzaile optikoak oszilazio jarraiak osatzen ditu, fotoiaren feedback positiboaren bidez, laser izpi oso monokromatikoa eta norabideko norabidean zehazten duena.

1.2 Errendimendua eta eraginkortasun zuntz laserrak eraginkortasun elektriko bikainagatik ezagunak dira, zuntz optikoko kableen izaerari esker, galera minimoarekin argia egin dezake. Ezaugarri honek zuntz laserrak izugarri energia eraginkorrak dira, askotan% 30 baino gehiagoko eraginkortasuna lortzen du. Estatuko solidoko laserrak orokorrean eraginkorrak dira, seguruenik, beren handien ugarien galerak eta intentsitate handiko lanparak ponpatzeko beharra direla eta.

1.3 Beam kalitatea: zuzenean kalteak zuzenean eragiten du zehaztasun-aplikazioetan, zuntz laserraren modu bakarreko funtzionamenduak izpi kalitate handiko kalitatea eman dezake, fokatze estua eta desberdintasun minimoa izanik. Estatuko laserra solidoak, kalitate handiko habeak emateko gai diren arren, zaila da zuntz laserraren izpi kalitatearekin bat etortzea, batez ere potentzia maila altuagoetan. Eraginkortasun eta habe kalitate txikiagoa izan arren, estatu solido laserrak ez dira abantailarik gabe. Potentzia eskala ahalmen indartsuak dituzte eta potentzia handiko aplikazioetarako oso egokiak dira. Estatuko laserrak oso potentzia maila altuak sortzeko diseinatu daitezke, irabazi-ertainaren eta ponparen potentziaren tamaina handituz eta hori ez da hain erraza zuntz laserrentzat, zuntz tamainaren eta beroaren xahutzengatik.

1.4 Egonkortasun zuntz laserrak egonkortasun handia dute. Zuntz egitura ingurumen-aldaketetarako sentikorra da (esaterako, tenperatura, hezetasuna, bibrazioa, etab.) Eta lan baldintza egonkorrak mantendu ditzake ingurune gogorretan. Aldi berean, zuntz laserrak iraunkorragoak eta ingurumen aldaketetara egokitzen dira, egoera sendoaren egitura erabiltzen dutelako eta ez baitute espazio libreko osagairik optikoak erabiltzen dituztelako. Estatuko solido laserrak egonkortasun nahiko eskasa dute, eta ingurumen-faktoreen aldaketak eragin handiagoa izan dezakete beren errendimenduan.

1.5 Bero xahutzeko zuntz laserrak bero xahutzeko errendimendu bikaina dute. Bere irabazia zuntz optikoa da, bolumen-erlazioa lortzeko azalera handia duena, eta beroa azkar xahutu daiteke, beraz, denbora luzez lan egin dezake eta potentzia handiko irteera jasan dezake. Estatuko solidoko laserrak nahiko zaila da beroa xahutzea, eta efektu termikoetara joaten dira botere handian jarduten dutenean, laserraren errendimendua eta bizitza eragiteko.

1.6 Tamaina eta mantentze kostuak zuntz laserrak oso trinkoak dira eta ia mantenimendua behar dute. Zuntzaren tamaina txikiak eta kanpoko ispilurik ez izateak estatu solido laserrekin lotutako lerrokatze arazoak murrizten ditu. Gainera, zuntzen bero-xahutzeko gaitasun bikainek normalean ez dute hozte aktiborik behar, mantentze baldintzak murriztuz. Aldi berean, zuntz laserrak orokorrean seguruagoak dira, laserra zuntzaren barruan mugatzen delako, ustekabeko esposizioaren arriskua murriztuz. Estatuko laserraren ispiluak lerrokatzea funtsezkoa da beren funtzionamenduarekin eta ikuskapen eta doikuntza erregularra behar du eta horrek mantentze lanak areagotzen ditu. Horrez gain, estatu solido laserrak normalean hozte aktiboa behar du irabazi-ertainean sortutako beroa kudeatzeko, sistemaren konplexutasuna handitzen ez ezik, mantentze baldintzak ere handitzen ez direnak. Estatuko solido laserrak zuntz laserrak baino handiagoak izan ohi dira. Irabazi ispilu handien eta kanpoko ispiluen beharrak tamaina eta pisua handitzen ditu, aplikagarritasuna espazio mugatua duten aplikazioetan mugatuz.

2. Aplikazio-eremuak

Zuntz laserrak distira egiten dute industria ebaketa eta soldaduraren arloan beren botere altuarekin, izpien kalitatearekin, beroaren xahutzeko errendimendua eta egonkortasuna. Zuntz laserrak bereziki egokiak dira material metalikoen ebaketa eta soldadura lodiak egiteko. Bihurketa eraginkortasun handiko eraginkortasun eta doikuntza gabeko eta mantentze-lanik gabeko diseinurik handiak asko murrizten dira erabilera kostua eta mantentze zailtasuna. Aldi berean, zuntz laserrek lan-ingurune gogorretara, hala nola hautsa, bibrazioa, hezetasuna eta abar, hala nola, industria guneetan ere ondo egiten dute. Laserra jarraitzaileek penetrazio maila handia dute makro prozesatzeko eremuan, eta pixkanaka ordezkatu dituzte prozesatzeko metodo tradizionalak arlo honetan. Estatuko solidoko laserrak bereziak dira ultra-zehaztasun eta ultra-mikro prozesamenduan, beren potentzia gailur handiarekin, pultsu-energia handiak eta uhin motzeko luzerako irteera (esaterako, argi berdea eta argi ultramoreak). Metalezko / ez-metalezko materialak markatzea, ebaketa, zulaketa eta soldadurarik gabeko prozesuetan, estatu solido laserrak prozesatzeko zehaztasun handiagoa eta material zabalagoa lor dezakete. Batez ere zehaztasun handiko soldaduran eta metalezko materialen 3D inprimatzeko. Estatuko laserreko laserrak batez ere metalezko materialen eta metalezko material mehe, hauskorrak eta bestelako metalezko materialak zehaztasun-eremuan erabiltzen dira (ultraviolet, ultraviolet sakonak), pultsu zabalera laburra (picosecond, femtosecond) eta gailur handiko potentzia. Gainera, estatu solido laserrak oso erabiliak dira punta-puntako ikerketa zientifikoetan ingurumenaren, medikuntzaren, militarren eta abar arloetan.

3. Merkatuaren kuota Nire herrialdea fabrikazio industria eraldatzeko eta berritzeko prozesuan dago, fabrikazio txikiko fabrikaziora. Behe-amaierako fabrikazio-kontuak proportzio altuko dira. Makro-prozesatzeko merkatuak fabrikazio baxukoak eta goi-mailako fabrikazio batzuk biltzen ditu. Merkatuaren eskaera handia da. Beraz, zuntz laserraren merkatuaren ahalmena nahiko handia da. Etxeko potentzia baxuko zuntz laserrak oso lokalizatuta daude, eta eskala handiko etxeko fabrikatzaile asko daude. "Txinako Laser Industriaren Garapen Txostena" arabera, potentzia txikiko zuntz laserrak erabat ordezkatu dituzte etxeko produktuek; Botere ertaineko zuntz laserrei dagokienez, etxeko kalitateak ez du ageriko desabantailarik, prezioen abantaila nabaria da eta merkatuaren kuota konparagarria da; Botere altuko zuntz laserrei dagokienez, etxeko markek salmenta partzialak lortu dituzte. Estatuko laserrei dagokienez, Txinan berandu garatzen denez, gaur egun ez dago zerrendatutako enpresa hau produktu hau negozio nagusi gisa, eta orokorrean atzerriko markak erosten dituzte. Zuntz laserrak makro prozesamenduaren eremuan erabiltzen dira batez ere irteera handiko potentzia dela eta (Laser makro prozesamenduak, oro har, prozesatzeko objektuaren tamaina eta forma prozesatzeko modua da, laser izpiaren milimetro mailan duen eraginarekin); Laser solidoak oso erabiliak dira mikro-luzera, uhin luzera laburra, pultsu zabalera estua eta potentzia handiko abantailak direla eta (mikro prozesamenduak orokorrean mikrometroak edo baita nanometroak eta zuntz laserraren arteko desberdintasunak ere badira. Oro har, laserra sendoak eta zuntz laserrak biderapen desberdinak dituzte beren aplikazio-eremuetan eta bakoitzak bere aplikazio-eremua du. Ez dago lehia zuzenik bi arlo gehienetan. Mikro prozesamenduaren arloarekin bat datorren metalezko materialen prozesamenduan, metalak lodiera jakin batera iristen denean, arlo honek metodo tradizionalak edo zuntz laserrak hartzen ditu, kostu arrazoiengatik. Laser solidoak metalezko lodiera mehea den eszenetan bakarrik erabiltzen da edo prozesatzeko baldintzak altuak dira eta kostua ez da sentikorra. Gainera, bien arteko lehiaketa baxua da. Laser solidoak metalezko materialak prozesatzeko erabiltzen dira batez ere (beira, zeramika, plastikoak, polimeroak, ontziak, beste material hauskorrak eta abar), eta metalezko materialen arloan, zehaztasun handiko eskakizunak dituzten eszenetan eta kostu nahiko sentikorrekin erabiltzen dira.