Referensi untuk pemilihanlaser serat mode tunggal
Dalam aplikasi praktis, memilih mode tunggal yang sesuailaser seratHal ini memerlukan penimbangan sistematis terhadap berbagai parameter untuk memastikan bahwa kinerjanya sesuai dengan persyaratan aplikasi spesifik, lingkungan operasi, dan batasan anggaran. Bagian ini akan memberikan metodologi pemilihan praktis berdasarkan persyaratan tersebut.
Strategi pemilihan berdasarkan skenario aplikasi
Persyaratan kinerja untuklaserSangat bervariasi di berbagai skenario aplikasi. Langkah pertama dalam pemilihan adalah mengklarifikasi tuntutan inti dari aplikasi tersebut.
Pemrosesan material presisi dan manufaktur mikro-nano: Aplikasi tersebut meliputi pemotongan halus, pengeboran, pemotongan wafer semikonduktor, penandaan tingkat mikron, dan pencetakan 3D, dll. Aplikasi ini memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk kualitas berkas dan ukuran titik fokus. Laser dengan faktor M² sedekat mungkin dengan 1 (misalnya <1,1) harus dipilih. Daya keluaran perlu ditentukan berdasarkan ketebalan material dan kecepatan pemrosesan. Umumnya, daya mulai dari puluhan hingga ratusan watt dapat memenuhi persyaratan sebagian besar pemrosesan mikro. Dalam hal panjang gelombang, 1064nm adalah pilihan yang 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 penjepit optik, fisika atom dingin, spektroskopi resolusi tinggi, dan interferometri. Bidang-bidang ini biasanya sangat memperhatikan 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). Output pemeliharaan bias biasanya diperlukan untuk eksperimen interferensi. Kebutuhan daya umumnya tidak tinggi, dan beberapa ratus miliwatt hingga beberapa watt seringkali sudah cukup.
Medis dan bioteknologi: Aplikasinya meliputi bedah mata, perawatan kulit, dan pencitraan mikroskop fluoresensi. Keamanan mata adalah pertimbangan utama, sehingga laser dengan panjang gelombang 1550nm atau 2μm, yang berada dalam pita aman untuk mata, sering dipilih. Untuk aplikasi diagnostik, perlu diperhatikan stabilitas daya; untuk aplikasi terapeutik, daya yang tepat harus dipilih berdasarkan kedalaman perawatan dan kebutuhan energi. Fleksibilitas transmisi optik merupakan keuntungan utama dalam aplikasi tersebut.
Komunikasi dan Penginderaan: Penginderaan serat optik, LiDAR, dan komunikasi optik ruang angkasa adalah aplikasi tipikal. Skenario ini membutuhkanlaserUntuk memiliki keandalan tinggi, kemampuan adaptasi lingkungan, dan stabilitas jangka panjang. Pita 1550nm telah menjadi pilihan utama karena kehilangan transmisi terendah dalam serat optik. Untuk sistem deteksi koheren (seperti lidar koheren), laser terpolarisasi linier dengan lebar garis yang sangat sempit diperlukan sebagai osilator lokal.
2. Pengurutan prioritas parameter kunci
Dengan banyaknya parameter yang dipertimbangkan, keputusan dapat dibuat berdasarkan prioritas berikut:
Parameter penentu: Pertama, tentukan panjang gelombang dan kualitas berkas. Panjang gelombang ditentukan oleh persyaratan penting aplikasi (karakteristik penyerapan material, standar keselamatan, garis resonansi atom), dan biasanya tidak ada ruang untuk kompromi. Kualitas berkas 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 garis/polarisasi. Daya harus memenuhi ambang batas energi atau persyaratan efisiensi aplikasi. Karakteristik lebar garis dan polarisasi ditentukan berdasarkan jalur teknis spesifik aplikasi (seperti apakah terdapat interferensi atau penggandaan frekuensi). Parameter praktis: Terakhir, pertimbangkan stabilitas (seperti stabilitas daya keluaran jangka panjang), keandalan (waktu operasi tanpa kesalahan), konsumsi daya volume, kompatibilitas antarmuka, dan biaya. Parameter-parameter ini memengaruhi kesulitan integrasi dan total biaya kepemilikan laser di lingkungan kerja aktual.
3. Pemilihan dan penilaian antara mode tunggal dan mode ganda
Meskipun artikel ini berfokus pada mode tunggallaser seratOleh karena itu, sangat penting untuk memahami dengan jelas perlunya memilih mode tunggal dalam pemilihan aktual. Ketika persyaratan inti suatu aplikasi adalah akurasi pemrosesan tertinggi, zona yang terpengaruh panas terkecil, kemampuan pemfokusan terbaik, atau jarak transmisi terpanjang, laser serat mode tunggal adalah satu-satunya pilihan yang tepat. Sebaliknya, jika aplikasi terutama melibatkan pengelasan pelat tebal, perawatan permukaan area luas, atau transmisi daya tinggi jarak pendek, dan persyaratan akurasi absolut tidak tinggi, maka laser serat multimode mungkin menjadi pilihan yang lebih ekonomis dan praktis karena daya totalnya yang lebih tinggi dan biayanya yang lebih rendah.
Waktu posting: 12 November 2025