Lazer teknolojisinin gelişiminde ana akım yönü olan fiber lazerler, mükemmel performans, yüksek elektro-optik dönüşüm verimliliği, iyi ışın kalitesi ve istikrarlı performans göstermektedir.Endüstriyel işleme yaygın olarak kullanılmaktadır.Lazer işleme için güçlü pazar talebinin yönlendirmesiyle endüstriyel sınıf on kilowattlık fiber lazerlerin gücü sürekli olarak üst sınırları kırıyor.2017 yılında 120 kW'lık bir lazer çıkışı elde etmekBununla birlikte, lazer termal yönetimindeki sıkıntılar, doğrusal olmayan etkiler ve ultra yüksek güçlü lazer ölçüm teknolojisi nedeniyle,Ultra yüksek güçlü fiber lazerlerin çıkış gücünde yeni bir atılım olmadı.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, yüksek performanslı bir optik platform inşa etmek ve 150 kW ultra yüksek güç lif lazerlerinin yüksek ışın kalitesi lazer çıkışını gerçekleştirmek.BWT'nin araştırmacıları optik basınç ilkesine dayanan ultra yüksek güç ölçüm platformu inşa ettilerÇin'in Ulusal Metroloji Enstitüsü tarafından sertifikalandırılan bu platform, 150 kW'lık tam güç lazer ölçümüne ulaşabilir.
BWT 150 kW endüstriyel dereceli ultra yüksek güçlü fiber lazer, ultra yüksek güçlü ışın kombinasyon teknolojisini benimsiyor.Çip entegrasyon teknolojisine dayalı çoklu yüksek entegrasyonlu 6 kW optik platformların gücünü sentezlemek için bir N × 1 sinyal kombinatörü kullanarakÇoklu bilgi füzyon lazer akıllı izleme teknolojisi ile birleştirildiğinde, istikrarlı lazer çıkışına ulaşır ve endüstride önde gelen bir güç-hacim oranına sahiptir (36.76 kW/m3).Dış boyutları 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmŞekil 1'de gösterildiği gibi, her optik platform, lazer spektrumunun uyarılmış Raman dağılmasını verimli bir şekilde bastıran kendi kendine yapılan yüksek güçlü Raman ızgaralarını entegre eder.Tam güç sentezinden sonra, Şekil 2'deki sol resimde gösterildiği gibi 36,5 dB@150 kW'lık bir Raman sinyal-gürültü oranına ulaşabilir.Yüksek güçlü sinyal kombinörü, adiabatik tapering ve kayıpsız füzyon teknolojileri kullanılarak üretilmiştir., endüstri sorunlarını çözecek olan düşük ışın kombinasyon verimliliği ve ışın kalitesinin bozulması.Entegre su soğutma teknolojisi optik modülün ısıtma sorununu çözüyorYüksek güçlü çıkış başlığı, uzunluğu 20 m'lik 200 μm çekirdek çaplı çıkış lifinden yararlanır.ve yüksek güç elde etmek için ışın diverjans açısı sıkıştırma ve yüksek düzenli mod filtreleme teknolojileri kullanırTüm makinenin ışın kalitesi test edildi ve kalite faktörü M2=24,42 (ışın parametre ürünü BPP 8,4 mm·mrad).Test sonuçları ve nokta görüntüleri Şekil 2'nin sağ görüntüsünde gösterilmiştir..
150 kW'luk lazerin doğru ölçümü için, ölçülecek lazerden, yüksek güçlü bir kollimatör başından,bir optik basınç güç ölçer, ve yüksek güçlü bir lazer toplama sistemi.Kolimasyonlu lazer, güç ölçümünde üç yansıma sonrasında çıkış penceresinden çıkarılır ve kendi kendine yapılan ultra yüksek güçli lazer toplama sistemi tarafından toplanır.Şekil 3'te gösterildiği gibi, % 100 çıkış koşullarında, lazerin ölçülen gücü Şekil 4'te gösterildiği gibi 150,34 kW'dur.kalorimetrik 120 kW güç ölçer (Ophir 120K-W) ve optik basınç güç ölçer arasında altı güç noktası ile karşılaştırmalı bir doğrulama deneyi yapıldı.Sonuçlar, iki ölçüm yöntemi arasındaki güç sapmasının tüm güç segmentlerinde nispeten tutarlı kaldığını ve maksimum göreceli sapmanın %1,5 olduğunu gösterdi.Test sisteminin doğruluğunu ve güvenilirliğini kanıtlamak.
Özetle, bu lif lazer, 36.5 dB'lik bir Raman sinyal-gürültü oranı ve M2 = 24'lük bir ışın kalitesi faktörü ile ortalama 150 kW'lık bir güç çıkışına ulaşabilir.42Yüksek güç, yüksek parlaklık ve yüksek kararlılık özelliklerine sahip, ultra kalın plaka işleme taleplerini karşılıyor ve üretim endüstrisinin gelişimine yeni bir canlılık aşıyor.
Şekil 1 150 kW endüstriyel ultra yüksek güçlü fiber lazerinin şematik tasarımı
Şekil 2. 150 kW yüksek güçlü fiber lazerin optik spektrumu (solda) ve ışın kalitesi testi (b)
Şekil 3. Işık basıncı ilkesine dayalı ultra yüksek güçlü lazer ölçüm sisteminin şematik şeması
Şekil 4. Işık basıncı ilkesine dayanan lazer ölçüm sistemi arasındaki ölçülen gücün karşılaştırılması
Lazer teknolojisinin gelişiminde ana akım yönü olan fiber lazerler, mükemmel performans, yüksek elektro-optik dönüşüm verimliliği, iyi ışın kalitesi ve istikrarlı performans göstermektedir.Endüstriyel işleme yaygın olarak kullanılmaktadır.Lazer işleme için güçlü pazar talebinin yönlendirmesiyle endüstriyel sınıf on kilowattlık fiber lazerlerin gücü sürekli olarak üst sınırları kırıyor.2017 yılında 120 kW'lık bir lazer çıkışı elde etmekBununla birlikte, lazer termal yönetimindeki sıkıntılar, doğrusal olmayan etkiler ve ultra yüksek güçlü lazer ölçüm teknolojisi nedeniyle,Ultra yüksek güçlü fiber lazerlerin çıkış gücünde yeni bir atılım olmadı.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, yüksek performanslı bir optik platform inşa etmek ve 150 kW ultra yüksek güç lif lazerlerinin yüksek ışın kalitesi lazer çıkışını gerçekleştirmek.BWT'nin araştırmacıları optik basınç ilkesine dayanan ultra yüksek güç ölçüm platformu inşa ettilerÇin'in Ulusal Metroloji Enstitüsü tarafından sertifikalandırılan bu platform, 150 kW'lık tam güç lazer ölçümüne ulaşabilir.
BWT 150 kW endüstriyel dereceli ultra yüksek güçlü fiber lazer, ultra yüksek güçlü ışın kombinasyon teknolojisini benimsiyor.Çip entegrasyon teknolojisine dayalı çoklu yüksek entegrasyonlu 6 kW optik platformların gücünü sentezlemek için bir N × 1 sinyal kombinatörü kullanarakÇoklu bilgi füzyon lazer akıllı izleme teknolojisi ile birleştirildiğinde, istikrarlı lazer çıkışına ulaşır ve endüstride önde gelen bir güç-hacim oranına sahiptir (36.76 kW/m3).Dış boyutları 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmŞekil 1'de gösterildiği gibi, her optik platform, lazer spektrumunun uyarılmış Raman dağılmasını verimli bir şekilde bastıran kendi kendine yapılan yüksek güçlü Raman ızgaralarını entegre eder.Tam güç sentezinden sonra, Şekil 2'deki sol resimde gösterildiği gibi 36,5 dB@150 kW'lık bir Raman sinyal-gürültü oranına ulaşabilir.Yüksek güçlü sinyal kombinörü, adiabatik tapering ve kayıpsız füzyon teknolojileri kullanılarak üretilmiştir., endüstri sorunlarını çözecek olan düşük ışın kombinasyon verimliliği ve ışın kalitesinin bozulması.Entegre su soğutma teknolojisi optik modülün ısıtma sorununu çözüyorYüksek güçlü çıkış başlığı, uzunluğu 20 m'lik 200 μm çekirdek çaplı çıkış lifinden yararlanır.ve yüksek güç elde etmek için ışın diverjans açısı sıkıştırma ve yüksek düzenli mod filtreleme teknolojileri kullanırTüm makinenin ışın kalitesi test edildi ve kalite faktörü M2=24,42 (ışın parametre ürünü BPP 8,4 mm·mrad).Test sonuçları ve nokta görüntüleri Şekil 2'nin sağ görüntüsünde gösterilmiştir..
150 kW'luk lazerin doğru ölçümü için, ölçülecek lazerden, yüksek güçlü bir kollimatör başından,bir optik basınç güç ölçer, ve yüksek güçlü bir lazer toplama sistemi.Kolimasyonlu lazer, güç ölçümünde üç yansıma sonrasında çıkış penceresinden çıkarılır ve kendi kendine yapılan ultra yüksek güçli lazer toplama sistemi tarafından toplanır.Şekil 3'te gösterildiği gibi, % 100 çıkış koşullarında, lazerin ölçülen gücü Şekil 4'te gösterildiği gibi 150,34 kW'dur.kalorimetrik 120 kW güç ölçer (Ophir 120K-W) ve optik basınç güç ölçer arasında altı güç noktası ile karşılaştırmalı bir doğrulama deneyi yapıldı.Sonuçlar, iki ölçüm yöntemi arasındaki güç sapmasının tüm güç segmentlerinde nispeten tutarlı kaldığını ve maksimum göreceli sapmanın %1,5 olduğunu gösterdi.Test sisteminin doğruluğunu ve güvenilirliğini kanıtlamak.
Özetle, bu lif lazer, 36.5 dB'lik bir Raman sinyal-gürültü oranı ve M2 = 24'lük bir ışın kalitesi faktörü ile ortalama 150 kW'lık bir güç çıkışına ulaşabilir.42Yüksek güç, yüksek parlaklık ve yüksek kararlılık özelliklerine sahip, ultra kalın plaka işleme taleplerini karşılıyor ve üretim endüstrisinin gelişimine yeni bir canlılık aşıyor.
Şekil 1 150 kW endüstriyel ultra yüksek güçlü fiber lazerinin şematik tasarımı
Şekil 2. 150 kW yüksek güçlü fiber lazerin optik spektrumu (solda) ve ışın kalitesi testi (b)
Şekil 3. Işık basıncı ilkesine dayalı ultra yüksek güçlü lazer ölçüm sisteminin şematik şeması
Şekil 4. Işık basıncı ilkesine dayanan lazer ölçüm sistemi arasındaki ölçülen gücün karşılaştırılması
