Referensi untuk memilihlaser serat mode tunggal
Dalam aplikasi praktis, memilih mode tunggal yang sesuailaser seratMemerlukan pertimbangan sistematis terhadap berbagai parameter untuk memastikan kinerjanya sesuai dengan persyaratan aplikasi, lingkungan operasi, dan batasan anggaran tertentu. Bagian ini akan memberikan metodologi pemilihan praktis berdasarkan kebutuhan.
Strategi pemilihan berdasarkan skenario aplikasi
Persyaratan kinerja untuklasersangat bervariasi di berbagai skenario aplikasi. Langkah pertama dalam pemilihan adalah mengklarifikasi tuntutan inti aplikasi.
Pemrosesan material presisi dan manufaktur mikro-nano: Aplikasi tersebut meliputi pemotongan halus, pengeboran, pemotongan wafer semikonduktor, penandaan tingkat mikron, dan pencetakan 3D, dll. Persyaratan kualitas sinar dan ukuran titik fokus sangat tinggi. Laser dengan faktor M² sedekat mungkin dengan 1 (misalnya <1,1) sebaiknya dipilih. Daya keluaran perlu ditentukan berdasarkan ketebalan material dan kecepatan pemrosesan. Umumnya, daya yang berkisar antara puluhan hingga ratusan watt dapat memenuhi persyaratan sebagian besar pemrosesan mikro. Dalam hal panjang gelombang, 1064 nm merupakan pilihan yang lebih disukai untuk sebagian besar pemrosesan material logam karena tingkat penyerapannya yang tinggi dan biaya per watt daya laser yang rendah.
Penelitian ilmiah dan pengukuran tingkat tinggi: Skenario aplikasi meliputi pinset optik, fisika atom dingin, spektroskopi resolusi tinggi, dan interferometri. Bidang-bidang ini biasanya sangat berfokus pada monokromatisitas, stabilitas frekuensi, dan kinerja derau laser. Model dengan lebar garis sempit (bahkan frekuensi tunggal) dan derau intensitas rendah harus diprioritaskan. Panjang gelombang harus dipilih berdasarkan garis resonansi atom atau molekul tertentu (misalnya, 780 nm umumnya digunakan untuk mendinginkan atom rubidium). Pemeliharaan bias keluaran biasanya diperlukan untuk eksperimen interferensi. Kebutuhan daya umumnya tidak tinggi, dan beberapa ratus miliwatt hingga beberapa watt seringkali mencukupi.
Medis dan bioteknologi: Aplikasinya meliputi bedah mata, perawatan kulit, dan pencitraan mikroskop fluoresensi. Keamanan mata merupakan pertimbangan utama, sehingga laser dengan panjang gelombang 1550 nm atau 2 μm, yang berada dalam pita keamanan mata, sering dipilih. Untuk aplikasi diagnostik, perhatian perlu diberikan pada stabilitas daya; untuk aplikasi terapeutik, daya yang tepat harus dipilih berdasarkan kedalaman perawatan dan kebutuhan energi. Fleksibilitas transmisi optik merupakan keunggulan utama dalam aplikasi semacam itu.
Komunikasi dan Penginderaan: Penginderaan serat optik, LiDAR, dan komunikasi optik ruang angkasa merupakan aplikasi yang umum. Skenario ini memerlukanlasermemiliki keandalan tinggi, adaptabilitas lingkungan, dan stabilitas jangka panjang. Pita 1550 nm telah menjadi pilihan utama karena memiliki rugi transmisi terendah pada serat optik. Untuk sistem deteksi koheren (seperti lidar koheren), laser terpolarisasi linier dengan lebar garis yang sangat sempit diperlukan sebagai osilator lokal.
2. Penyortiran prioritas parameter kunci
Menghadapi banyaknya parameter, keputusan dapat dibuat berdasarkan prioritas berikut:
Parameter penentu: Pertama, tentukan panjang gelombang dan kualitas sinar. Panjang gelombang ditentukan oleh persyaratan penting aplikasi (karakteristik penyerapan material, standar keamanan, garis resonansi atom), dan biasanya tidak ada ruang untuk kompromi. Kualitas sinar secara langsung menentukan kelayakan dasar aplikasi. Misalnya, pemesinan presisi tidak dapat menerima laser dengan M² yang terlalu tinggi.
Parameter kinerja: Kedua, perhatikan daya keluaran dan lebar/polarisasi garis. Daya harus memenuhi ambang batas energi atau persyaratan efisiensi aplikasi. Karakteristik lebar dan polarisasi garis ditentukan berdasarkan rute teknis spesifik aplikasi (misalnya, apakah terdapat interferensi atau penggandaan frekuensi). Parameter praktis: Terakhir, pertimbangkan stabilitas (misalnya, stabilitas daya keluaran jangka panjang), keandalan (waktu operasi bebas gangguan), konsumsi daya volumetrik, kompatibilitas antarmuka, dan biaya. Parameter-parameter ini memengaruhi tingkat kesulitan integrasi dan total biaya kepemilikan laser di lingkungan kerja aktual.
3. Pemilihan dan penilaian antara mode tunggal dan multi-mode
Meskipun artikel ini berfokus pada mode tunggallaser serat, sangat penting untuk memahami dengan jelas pentingnya memilih mode tunggal dalam pemilihan yang sebenarnya. Ketika persyaratan inti suatu aplikasi adalah akurasi pemrosesan tertinggi, zona terpengaruh panas terkecil, kemampuan pemfokusan tertinggi, atau jarak transmisi terpanjang, laser serat mode tunggal adalah satu-satunya pilihan yang tepat. Sebaliknya, jika aplikasi utamanya melibatkan pengelasan pelat tebal, perawatan permukaan area luas, atau transmisi daya tinggi jarak pendek, dan persyaratan akurasi absolutnya tidak tinggi, maka laser serat multimode dapat menjadi pilihan yang lebih ekonomis dan praktis karena daya totalnya yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah.
Waktu posting: 12-Nov-2025