오늘날의 빠르게 변화하는 레이저 기술, 솔리드 스테이트 레이저 및 섬유 레이저는 각각 산업 생산, 과학 연구, 군용 응용 분야 및 기타 영역에서 독특한 매력과 장점을 보여줍니다.
첫째, 기술적 원칙과 성능 차이
① 매체를 얻습니다
섬유 레이저 (섬유 레이저)는 희토류 요소 도핑 유리 섬유 게인 매체로 사용됩니다. 펌프 광선의 작용 하에서, 섬유에 고출력 밀도가 형성되어, 레이저 에너지 레벨에서 입자 수의 역전을 초래하고, 공진 캐비티의 양의 피드백 루프를 통해 레이저 진동을 생성한다. 섬유 레이저는 작고 복잡한 냉각 시스템이 필요하지 않으며, 섬유의 유연성은 다차원 공간 처리 응용 분야에서 더 유리합니다.
섬유 레이저의 중심에는 광섬유, 유연한 모발 유리 또는 플라스틱 필라멘트가 있으며 최소한의 손실로 장거리로 빛을 지휘하는 능력으로 알려져 있습니다. 이 섬유는 레이저의 활성 게인 매체 역할을하며 작동의 중심입니다. 그러나, 통신에 사용되는 다면화되지 않은 유리 또는 플라스틱 섬유와 달리, 섬유 레이저의 섬유는 Erbium 또는 Ytterbium과 같은 희토류 요소로 도핑됩니다. 이 도핑은 레이저가 작동하는 데 필요한 에너지 상태를 도입하여 섬유가 직접 빛뿐만 아니라이를 증폭시킬 수있게합니다.
솔리드 스테이트 레이저 (SSL)는 고유 한 게인 매체, 솔리드 재료를 중심으로하며 일반적으로 게인 매체, 냉각 시스템, 광학 공진 캐비티 및 펌프 소스의 4 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. Ruby (CR : Al₂o₃) 또는 Neodymium-Doped Yttrium-Aluminum Garnet (ND : YAG)과 같은 게인 매체는 고형 상태 레이저의 영혼이며, 내부에 도핑 된 활성화 이온은 그 내부에 도핑 된 활성화 이온 (예 : ND³⁺)을 사용하여 펌핑 라이트의 입자 수를 레이저 광선을 생성하는 데 사용합니다. 냉각 시스템은 레이저 생성으로 인해 게인 매체 내부에 축적 된 열을 제거하고 레이저의 안정적인 작동을 보장합니다. 광학 공진기 공동은 광자의 양성 피드백을 통해 연속 진동을 생성하여 고도로 단색적이고 고도로 방향성 레이저 빔을 출력합니다.
성능과 효율성
광섬유 레이저는 최소한의 손실로 빛을 발휘하는 광섬유 케이블의 특성 덕분에 전기 효율성이 우수한 것으로 유명합니다. 이 기능을 통해 섬유 레이저는 엄청나게 에너지 효율적이며 종종 30%를 초과하는 효율성을 달성합니다.
고체 레이저는 일반적으로 덜 효율적이며, 이는 부피가 큰 게인 매체의 손실이 높고 펌핑을위한 고강도 램프의 필요성에 기인 할 수 있습니다.
빔 품질 : 정밀 응용 분야에서 레이저의 효과에 직접 영향을 미칩니다.
섬유 레이저의 단일 모드 작동은 엄청나게 높은 빔 품질을 제공하며, 이는 초점이 엄격하고 최소화된다.
고체 레이저는 고품질 빔을 전달할 수 있지만, 특히 더 높은 전력 레벨에서 섬유 레이저의 빔 품질과 일치하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
효율이 낮고 빔 품질에도 불구하고, 고체 레이저는 장점이 없습니다. 그들은 강력한 전력 스케일링 기능을 가지고있어 고성능 응용 프로그램에 적합합니다. 솔리드 스테이트 레이저는 게인 매체 및 펌프 전력의 크기를 증가시켜 엄청나게 높은 전력 레벨을 생성하도록 설계 될 수 있으며, 이는 섬유 크기 및 열 소산 제한으로 인해 광섬유 레이저에 대해서는 그렇게 간단하지 않습니다.
④ 안정성
섬유 레이저는 매우 안정적입니다. 섬유 구조는 환경의 변화 (예 : 온도, 습도, 진동 등)에 둔감하며 가혹한 환경에서 안정적인 작업 조건을 유지할 수 있습니다. 동시에, 섬유 레이저는 고체 구조가 있고 자유 공간 광학 성분을 포함하지 않기 때문에 더 내구성이 뛰어나고 환경 변화에 적응할 수있는 것으로 간주됩니다.
솔리드 스테이트 레이저는 비교적 불안정하며 환경 요인의 변화는 성능에 더 큰 영향을 줄 수 있습니다.
⑤ 소산 성능
섬유 레이저는 우수한 열 소산 성능을 가지고 있습니다. 이득 매체는 광섬유로 표면적 대 부피 비율이 큰 광섬유이며, 열은 빠르게 방출 될 수 있으므로 오랫동안 안정적으로 작동하고 고출력 출력을 견딜 수 있습니다.
고형 상태 레이저는 열을 소산하기가 상대적으로 어렵고 고출력 작동 중 열 효과 문제가 발생하기 쉬우므로 레이저의 성능과 수명에 영향을 미칩니다.
크기 및 유지 보수 비용
섬유 레이저는 매우 작고 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다. 섬유의 작은 크기와 외부 거울의 부재는 고체 레이저와 관련된 정렬 문제를 크게 감소시킵니다. 또한, 열을 소산하는 섬유의 탁월한 능력은 종종 능동 냉각의 필요성을 제거하여 유지 보수 요구 사항을 더욱 줄입니다. 또한, 광섬유 레이저는 일반적으로 레이저가 섬유 내에 한정되어 우발적 노출의 위험을 줄이기 때문에 일반적으로 작동하는 것이 더 안전합니다.
고체 레이저에서 거울을 정렬하는 것은 작업에 중요하며 정기적 인 점검 및 조정이 필요하므로 유지 보수 노력이 증가합니다. 또한, 고형 상태 레이저는 일반적으로 이득 매체에서 생성 된 열을 관리하기 위해 활성 냉각이 필요하며, 이는 시스템의 복잡성을 추가 할뿐만 아니라 유지 보수 요구 사항을 증가시킵니다. 고체 레이저는 섬유 레이저보다 큰 경향이 있습니다. 큰 게인 중간 및 외부 미러의 필요성은 크기와 무게를 증가시켜 공간 제한된 응용에 대한 적합성을 제한합니다.
둘째, 응용 분야
섬유 레이저는 고전력, 고기 빔 품질, 우수한 열 소산 및 안정성으로 산업 절단 및 용접 분야에서 빛납니다. 섬유 레이저는 특히 금속 재료의 두꺼운 플레이트 절단 및 용접에 적합하며, 높은 전기 광학 변환 효율 및 조정이없는 유지 보수가없는 설계는 사용 비용 및 유지 보수 어려움을 크게 줄입니다. 동시에, 먼지, 진동, 습도 등과 같은 가혹한 작업 환경에 대한 섬유 레이저의 높은 공차는 또한 모든 종류의 산업 현장에서 잘 작동합니다. 연속 레이저는 매크로 처리 분야에서 높은 수준의 침투를 가지고 있으며, 여기서 기존 처리 방법을 점차적으로 대체했습니다.
솔리드 스테이트 레이저는 높은 피크 전력, 대형 맥박 에너지 및 짧은 파장 레이저 출력 (예 : 녹색, UV)을 갖춘 초고전 및 초 미생물 처리 분야에서 독특합니다. 금속/비금속 재료의 마킹, 절단, 드릴링 및 용접과 같은 프로세스에서 고체 레이저는 더 높은 처리 정밀도 및 더 넓은 재료 적용 가능성을 달성 할 수 있습니다. 특히 비금속 재료의 고정밀 용접 및 가벼운 3D 프린팅의 고형 상태 레이저는 작은 열 효과와 높은 가공 정밀도를 가진 짧은 파장 레이저 덕분에 선택의 장비가되었습니다. 고형 상태 레이저는 주로 비금속 물질의 정밀 마이크로 마이닝 분야에서 주로 사용됩니다. 짧은 파장 (자외선, 깊은 자외선), 짧은 펄스 폭 (피코 초, 펨토초) 및 높은 피크 전력 덕분에 얇고 부서지기 쉽고 기타 금속 물질이 사용됩니다. 또한 고체 레이저는 환경, 의료 및 군사 분야의 최첨단 과학 연구에 널리 사용됩니다.
셋째, 시장 점유율
중국은 저가형 제조에서 고급 제조에서 제조 산업의 혁신 및 업그레이드 과정에서 저가 제조의 비율이 높으며, 매크로 처리 시장은 저급 제조와 고급 제조의 일부를 다루고 있으므로 시장 수요는 크기 때문에 광섬유 레이저의 시장 용량이 크다.
국내 중간 및 저전력 광섬유 레이저 현지화 학위는 높은 국내 규모의 생산 제조업체입니다. "China Laser Industry Development Report"에 따르면 저전력 섬유 레이저가 국내 대체를 완전히 실현했음을 보여줍니다. 중간 전원 연속 섬유 레이저, 국내 품질 및 명백한 단점이 없으며 가격 이점은 분명하며 시장 점유율은 동일합니다. 고출력 연속 섬유 레이저 인 국내 브랜드는 일부 판매를 달성했습니다.
솔리드 스테이트 레이저의 경우 국내의 늦은 개발로 인해이 제품을 주요 사업으로 상장 된 회사는 없으며 일반적으로 외국 브랜드를 구매합니다.
섬유 레이저는 주로 높은 출력 전력 덕분에 거시 처리 필드에서 주로 사용됩니다 (레이저 매크로 처리는 일반적으로 레이저 빔이 밀리미터 범위의 처리 물체에 영향을 미치는 치수 및 모양의 처리를 나타냅니다). 솔리드 스테이트 레이저는 마이크로 프로세싱 분야에서 널리 사용됩니다 (마이크로 프로세싱은 짧은 파장, 좁은 펄스 폭, 높은 피크 전력 및 기타 전진을 통해 짧은 파장, 좁은 펄스 폭력 및 기타 전진으로 인해 짧은 파장, 심지어 나노 미터 레벨에 도달하는 치수 및 모양의 처리를 나타냅니다).
일반적으로 고체 레이저와 섬유 레이저에는 자체 응용 영역이 있습니다. 두 사람은 대부분의 필드에서 직접 경쟁을하지 않으며, 금속 재료 처리 분야에서 미세한 장애의 겹치는 분야에서 금속의 특정 두께로 인해 현장이 일반적으로 전통적인 방식 또는 섬유 레이저를 사용하는 비용으로 인해 케이스의 특정 두께로 겹치며 장면의 요구 사항의 금속 두께에서만 고체 레이저의 사용 비용에 민감하지 않습니다. 또한, 두 오버랩 사이의 경쟁 정도는 낮고 고체 레이저는 주로 비금속 재료 (유리, 도자기, 플라스틱, 폴리머, 포장, 기타 취성 재료 등)의 가공에 주로 사용되며, 금속 재료의 분야에서는 높은 정밀도가 필요하고 비교적 비교적 무감각이있는 시나리오에서 사용됩니다.
