파이버 레이저 소스의 전용 공급 업체로서 저는 다양한 산업 에서이 기술의 놀라운 진화와 광범위한 적용을 직접 목격했습니다. 파이버 레이저 소스의 성능과 기능에 크게 영향을 미치는 기본 측면 중 하나는 모드 구조입니다. 이 블로그에서는 모드 구조, 유형 및 그것이 파이버 레이저 소스의 기능에 미치는 영향에 대해 깊이 파고드립니다.
섬유 레이저 소스의 모드 구조 이해
섬유 레이저 소스의 맥락에서, 모드 구조는 광섬유 내의 빛 분포를 나타냅니다. 광섬유를 통해 전파되는 빛은 서로 다른 패턴 또는 모드로 존재할 수 있으며, 각각 전기 및 자기장의 고유 한 분포가 특징입니다. 이 모드는 레이저 빔이 모양, 강도 분포 및 전파 특성을 포함하여 어떻게 동작하는지 결정합니다.
섬유 레이저 소스의 모드 구조는 주로 코어 직경, 굴절률 프로파일 및 전달되는 광의 파장과 같은 광섬유의 특성에 의해 결정됩니다. 섬유를주의 깊게 설계하고 레이저의 입력 조건을 제어함으로써 다른 모드 구조를 달성 할 수 있습니다.
섬유 레이저 소스의 모드 유형
파이버 레이저 소스에는 단일 모드 및 다중 모드의 두 가지 주요 모드가 있습니다.
단일 모드 (SM)
단일 모드 섬유는 하나의 빛 전파 모드 만 지원하도록 설계되었습니다. 단일 모드 섬유에서 코어 직경은 일반적으로 몇 마이크로 미터의 순서대로 매우 작습니다. 이 작은 코어 크기는 빛을 단일 경로로 제한하여 고도로 시합되고 집중된 빔을 초래합니다.
단일 모드 파이버 레이저 소스의 주요 장점은 우수한 빔 품질입니다. 출력 빔에는 가우스 강도 분포가있어 강도가 빔의 중심에서 가장 높고 가장자리를 향해 점차 감소 함을 의미합니다. 이 속성은 단일 모드 레이저가 레이저 절단, 용접 및 마이크로 머시 닝과 같이 높은 정밀도가 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
당사의 [단일 모듈 CW 파이버 레이저] (/파이버 - 레이저 - 액세서리/섬유 - 레이저 - 소스/단일 - 모듈 - 모듈 - 모듈 - 섬유 - 레이저)는 단일 모드 기술을 기반으로하며 다양한 산업 애플리케이션을위한 고품질의 연속 - 파동 출력을 제공합니다. 이 레이저는 안정적이고 잘 정의 된 빔을 제공하여 정확하고 효율적인 처리를 보장합니다.
다중 모드 (MM)
반면에 멀티 모드 섬유는 여러 개의 광 전파 모드를 동시에 지원할 수 있습니다. 다중 모드 파이버의 코어 직경은 일반적으로 50 ~ 62.5 마이크로 미터 이상인 단일 모드 파이버의 코어 직경보다 훨씬 큽니다.
다중 모드가 섬유를 통해 전파 될 수 있기 때문에, 다중 모드 파이버 레이저 소스의 출력 빔은보다 복잡한 강도 분포를 갖는다. 빔은 단일 모드 빔에 비해 덜 시준하고 더 많이 퍼질 수 있습니다. 그러나 다중 모드 레이저는 더 높은 전력 수준을 전달할 수 있으므로 두꺼운 재료의 재료 처리 및 표면 처리와 같은 고 에너지가 필요한 응용 분야에 적합합니다.
모드 구조에 영향을 미치는 요인
몇 가지 요소가 섬유 레이저의 모드 구조에 영향을 줄 수 있습니다.
섬유 형상
앞에서 언급 한 바와 같이, 광섬유의 코어 직경 및 굴절률 프로파일은 모드 구조를 결정하는 데 중요한 역할을한다. 더 작은 코어 직경은 단일 모드 작동을 촉진하는 반면, 더 큰 코어 직경은 다중 모드 전파를 허용합니다.
파장
빛의 파장은 또한 모드 구조에 영향을 미칩니다. 서로 다른 파장은 섬유 내에서 다른 전파 특성을 가질 수 있으며, 모드 - 필드 직경 (MFD)은 파장에 따라 달라질 수 있습니다. 주어진 섬유의 경우, MFD는 일반적으로 파장이 증가함에 따라 증가합니다.
입력 조건
광섬유에 빛이 주입되는 방식은 모드 구조에도 영향을 줄 수 있습니다. 입력 빔의 위치, 각도 및 발산을 정확하게 제어하면 특정 모드를 선택하거나 섬유 내 모드 분포에 영향을 줄 수 있습니다.
레이저 성능에 대한 모드 구조의 영향
모드 구조는 다양한 측면에서 광섬유 레이저 소스의 성능에 큰 영향을 미칩니다.
빔 품질
논의 된 바와 같이, 단일 모드 레이저는 멀티 모드 레이저에 비해 우수한 빔 품질을 제공합니다. 단일 모드 레이저의 가우스 빔 프로파일을 사용하면 응용 분야에서 더 나은 초점을 맞추고 정밀도를 높일 수 있습니다. 대조적으로, 다중 모드 레이저는보다 복잡한 강도 분포를 갖는 더 넓은 빔을 가질 수 있으며, 이는 정밀도를 제한 할 수 있지만 더 높은 전력 기능을 제공 할 수 있습니다.
전력 전달
다중 모드 파이버 레이저 소스는 일반적으로 여러 모드를 지원할 수있는 능력으로 인해 더 높은 전력 레벨을 전달할 수 있습니다. 이로 인해 깊은 침투 용접 및 무거운 의무 재료 절단과 같은 고 에너지가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 단일 모드 레이저는 경우에 따라 전력 기능이 낮지 만 여전히 많은 정밀 응용 분야에 충분한 전력을 제공 할 수 있습니다.
응용 프로그램 적합성
모드 구조 선택은 특정 응용 프로그램 요구 사항에 따라 다릅니다. 예를 들어, 정확한 패터닝 및 소규모 스케일 처리가 필요한 마이크로 일렉트로닉스 제조에서 단일 모드 레이저가 선호되는 선택입니다. 대규모 스케일 재료 처리 및 고성능 응용 프로그램이 일반적 인 자동차 및 항공 우주 산업에서는 다중 모드 레이저가 더 적합합니다.
특수 모드 구조 : 펄스 레이저
연속 - 웨이브 (CW) 섬유 레이저 외에도 고유 한 모드 구조 및 특성을 갖는 펄스 섬유 레이저도 있습니다.
Q- 스위치 펄스 섬유 레이저
[Q- 스위치 된 펄스 파이버 레이저] (/섬유 - 레이저 - 액세서리/섬유 - 레이저 - 소스/Q- 스위치 - 펄스 - 파이버 - 레이저 -Html)는 고 에너지, 짧은 기간 펄스를 생성하도록 설계되었습니다. 이 레이저의 모드 구조는 효율적인 에너지 저장 및 빠른 방출을 보장하기 위해 신중하게 제어됩니다. Q- 스위칭 프로세스 동안, 레이저 캐비티는 처음에 "닫히기"하여 게인 매체에 에너지가 쌓일 수 있도록합니다. 그런 다음 캐비티가 갑자기 "개방되어"고가 펄스를 방출합니다.
Q- 스위치 펄스 섬유 레이저의 모드 구조는 펄스 폭, 피크 전력 및 반복 속도에 영향을 미칩니다. 모드 특성을 최적화함으로써, 이들 레이저는 매우 짧은 펄스 폭 (나노초 순서)과 높은 피크 파워를 달성 할 수 있으므로 레이저 마킹, 조각 및 마이크로 머시는 것과 같은 애플리케이션에 이상적입니다.
고 - 파워 펄스 레이 쿠스 섬유 레이저 소스
당사의 [고전력 펄스 Raycus 파이버 레이저 소스] (/파이버 - 레이저 - 액세서리/섬유 - 레이저 - 소스/하이 - 파워 - 펄스 - raycus -fiber -laser -source.html)는 고급 모드 제어 기능이있는 펄스 파이버 레이저의 주요 예입니다. 이 레이저는 우수한 빔 품질로 고급 전력 펄스를 전달할 수있어 금속, 플라스틱 및 세라믹을 포함한 광범위한 재료를 효율적으로 처리 할 수 있습니다.
결론과 행동 유도 문안
광섬유 레이저 소스의 모드 구조 이해는 특정 응용 프로그램에 오른쪽 레이저를 선택하는 데 필수적입니다. 섬세한 마이크로 마킹을위한 높은 정밀 단일 - 모드 레이저가 필요한지 또는 무거운 의무적 인 재료 처리를위한 고성능 다중 모드 레이저가 필요한지 여부는 귀하의 요구를 충족시킬 수있는 전문 지식과 제품이 있습니다.
섬유 레이저 소스에 대해 더 많이 배우거나 특정 요구 사항에 대해 논의하는 데 관심이 있으시면 당사는 귀하에게 연락하도록 초대합니다. 전문가 팀은 가장 적합한 레이저 솔루션을 선택하고 조달 프로세스를 안내하는 데 도움을 줄 준비가되었습니다.
참조
- Agrawal, Govind P. "광섬유 - 광학 통신 시스템." John Wiley & Sons, 2010.
- 코체너, 월터. "솔리드 - 스테이트 레이저 엔지니어링." Springer Science & Business Media, 2006.
- Siegman, Anthony E. "레이저." University Science Books, 1986.