Sparčiai tobulėjant lazerių technologijoms, šoninio kaupinimo lazerio stiprinimo modulis tapo pagrindiniu didelės galios lazerinių sistemų komponentu, skatinančiu inovacijas pramoninėje gamyboje, medicinos įrangoje ir moksliniuose tyrimuose. Šiame straipsnyje išsamiai nagrinėjami jo techniniai principai, pagrindiniai privalumai ir taikymo scenarijai, siekiant pabrėžti jo vertę ir potencialą.
I. Kas yra šoninio kaupinimo lazerinio stiprinimo modulis?
Šoninio kaupinimo lazerinis stiprinimo modulis yra įrenginys, kuris efektyviai konvertuoja puslaidininkinio lazerio energiją į didelės galios lazerio išvestį, naudodamas šoninio kaupinimo konfigūraciją. Jo pagrindiniai komponentai yra stiprinimo terpė (pvz., Nd:YAG arba Nd:YVO₄kristalai), puslaidininkinis kaupinimo šaltinis, šilumos valdymo struktūra ir optinio rezonatoriaus ertmė. Skirtingai nuo tradicinių galinio kaupinimo arba tiesioginio elektrinio kaupinimo technologijų, šoninio kaupinimo metu stiprinimo terpė sužadinama tolygiau iš kelių krypčių, o tai žymiai padidina lazerio išėjimo galią ir stabilumą.
II. Techniniai privalumai: kodėl verta rinktis šoninio kaupinimo stiprinimo modulį?
1. Didelė galia ir puiki spindulio kokybė
Šoninio kaupinimo struktūra tolygiai įpurškia energiją iš kelių puslaidininkinių lazerių matricų į kristalą, taip sumažindama terminio lęšio efektą, pastebimą galinio kaupinimo metu. Tai leidžia pasiekti kilovatų lygio galią, išlaikant puikią spindulio kokybę (M² koeficientas < 20), todėl idealiai tinka tiksliam pjovimui ir suvirinimui.
2. Išskirtinis šilumos valdymas
Modulyje integruota efektyvi mikrokanalinė aušinimo sistema, greitai išsklaidanti šilumą iš stiprinimo terpės. Tai užtikrina stabilų veikimą esant nuolatinei didelei apkrovai, pailgindama lazerio veikimo laiką.„tarnavimo laikas siekia dešimtis tūkstančių valandų.
3. Keičiamas ir lankstus dizainas
Modulis palaiko kelių modulių jungimą arba lygiagrečias konfigūracijas, lengvai padidindamas galią nuo šimtų vatų iki dešimčių kilovatų. Jis taip pat suderinamas su nuolatinės bangos (CW), beveik nuolatinės bangos (QCW) ir impulsiniais režimais, prisitaikydamas prie įvairių taikymo poreikių.
4. Ekonomiškumas
Palyginti su šviesolaidiniais arba diskiniais lazeriais, šoninio kaupinimo stiprinimo moduliai pasižymi mažesnėmis gamybos sąnaudomis ir paprastesne priežiūra, todėl jie yra pageidaujamas didelio našumo ir ekonomiškas sprendimas pramoniniams lazerių taikymams.
III. Pagrindiniai taikymo scenarijai
1. Pramoninė gamyba
- Metalo apdirbimas: naudojamas automobilių ir aviacijos bei kosmoso pramonėje storų plokščių pjovimui ir giluminiam suvirinimui.
- Naujas energetikos sektorius: idealiai tinka ličio baterijų skirtukų suvirinimui ir fotovoltinių silicio plokštelių braižymui.
- Adityvioji gamyba: taikoma didelės galios lazeriniame plakaravime ir 3D spausdinime.
2. Medicininė ir estetinė įranga
- Lazerinė chirurgija: naudojama urologijoje (litotripsija) ir oftalmologijoje.
- Estetinės procedūros: naudojamos pigmento šalinimui ir randų taisymui impulsiniais lazeriais.
3. Moksliniai tyrimai ir gynyba
- Netiesinės optikos tyrimai: veikia kaip siurblio šaltinis optiniams parametriniams osciliatoriams (OPO).
- Lazerinis radaras (LiDAR): teikia didelės energijos impulsinės šviesos šaltinį atmosferos aptikimui ir nuotoliniam vaizdavimui.
IV. Būsimos technologijų tendencijos
1. Pažangi integracija: dirbtinio intelekto algoritmų sujungimas siurblio temperatūros ir išėjimo galios stebėjimui realiuoju laiku, įgalinant adaptyvų derinimą.
2. Plėtra į itin greitus lazerius: pikosekundinių/femtosekundinių impulsinių lazerinių modulių kūrimas naudojant režimų fiksavimo technologiją, siekiant patenkinti tikslaus mikroapdirbimo reikalavimus.
3. Žalias ir energiją taupantis dizainas: elektrooptinio konversijos efektyvumo optimizavimas (šiuo metu viršijantis 40 %) siekiant sumažinti energijos suvartojimą ir anglies pėdsaką.
V. Išvada
Dėl didelio patikimumo, keičiamo dydžio architektūros ir kainos pranašumų šoninio kaupinimo lazerinio stiprinimo modulis keičia didelės galios lazerių taikymų aplinką. Nesvarbu, ar tai būtų „Industry 4.0“ intelektualios gamybos skatinimas, ar pažangiausių mokslinių tyrimų pažanga, ši technologija pasirodo esanti nepakeičiama siekiant išplėsti lazerių technologijų ribas.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 2 d.