Referencia para la selección de láseres de fibra monomodo

Referencia para la selecciónláser de fibra monomodo
En aplicaciones prácticas, elegir un modo único adecuadoláser de fibraSe requiere una evaluación sistemática de diversos parámetros para asegurar que su rendimiento se ajuste a los requisitos específicos de la aplicación, el entorno operativo y las limitaciones presupuestarias. Esta sección proporcionará una metodología de selección práctica basada en dichos requisitos.
Estrategia de selección basada en escenarios de aplicación
Los requisitos de rendimiento paraláseresVarían significativamente según los diferentes escenarios de aplicación. El primer paso para la selección es clarificar los requisitos fundamentales de la aplicación.
Procesamiento de materiales de precisión y fabricación micro-nano: Estas aplicaciones incluyen corte fino, perforación, troquelado de obleas semiconductoras, marcado a nivel micrométrico e impresión 3D, entre otras. Requieren altísimos niveles de calidad del haz y tamaño del punto focal. Se debe seleccionar un láser con un factor M² lo más cercano posible a 1 (por ejemplo, <1,1). La potencia de salida debe determinarse en función del espesor del material y la velocidad de procesamiento. Generalmente, una potencia de entre decenas y cientos de vatios satisface las necesidades de la mayoría de los microprocesamientos. En cuanto a la longitud de onda, 1064 nm es la opción preferida para el procesamiento de la mayoría de los materiales metálicos debido a su alta tasa de absorción y bajo coste por vatio de potencia láser.
Investigación científica y mediciones de alta precisión: Entre sus aplicaciones se incluyen las pinzas ópticas, la física de átomos fríos, la espectroscopia de alta resolución y la interferometría. En estos campos, se busca con extrema precisión la monocromaticidad, la estabilidad de frecuencia y el bajo nivel de ruido de los láseres. Se debe priorizar el uso de modelos con un ancho de línea estrecho (incluso de frecuencia única) y un ruido de baja intensidad. La longitud de onda debe seleccionarse en función de la línea de resonancia del átomo o molécula en cuestión (por ejemplo, 780 nm se utiliza comúnmente para enfriar átomos de rubidio). Para los experimentos de interferencia, suele ser necesario mantener la polarización. Generalmente, la potencia requerida no es elevada; entre varios cientos de milivatios y varios vatios suele ser suficiente.
Medicina y biotecnología: Sus aplicaciones incluyen cirugía oftálmica, tratamientos dermatológicos e imagen por microscopía de fluorescencia. La seguridad ocular es primordial, por lo que suelen seleccionarse láseres con longitudes de onda de 1550 nm o 2 μm, que se encuentran dentro del rango de seguridad ocular. Para aplicaciones diagnósticas, es necesario prestar atención a la estabilidad de la potencia; para aplicaciones terapéuticas, se debe seleccionar la potencia adecuada en función de la profundidad del tratamiento y los requisitos energéticos. La flexibilidad de la transmisión óptica representa una gran ventaja en estas aplicaciones.
Comunicación y detección: La detección por fibra óptica, el LiDAR y las comunicaciones ópticas espaciales son aplicaciones típicas. Estos escenarios requierenláserPara lograr alta fiabilidad, adaptabilidad ambiental y estabilidad a largo plazo, la banda de 1550 nm se ha convertido en la opción preferida debido a su mínima pérdida de transmisión en fibras ópticas. Para sistemas de detección coherente (como el lidar coherente), se requiere un láser polarizado linealmente con un ancho de línea extremadamente estrecho como oscilador local.
2. Ordenación por prioridad de los parámetros clave
Ante numerosos parámetros, se pueden tomar decisiones en función de las siguientes prioridades:
Parámetros decisivos: En primer lugar, se deben determinar la longitud de onda y la calidad del haz. La longitud de onda viene determinada por los requisitos esenciales de la aplicación (características de absorción del material, normas de seguridad, líneas de resonancia atómica) y, por lo general, no hay margen de error. La calidad del haz determina directamente la viabilidad básica de la aplicación. Por ejemplo, el mecanizado de precisión no admite láseres con un valor M² excesivamente alto.
Parámetros de rendimiento: En segundo lugar, preste atención a la potencia de salida y al ancho de línea/polarización. La potencia debe cumplir con el umbral de energía o los requisitos de eficiencia de la aplicación. Las características de ancho de línea y polarización se determinan según la ruta técnica específica de la aplicación (por ejemplo, si hay interferencia o duplicación de frecuencia). Parámetros prácticos: Por último, considere la estabilidad (como la estabilidad de la potencia de salida a largo plazo), la fiabilidad (tiempo de funcionamiento sin fallos), el consumo de energía volumétrico, la compatibilidad de la interfaz y el coste. Estos parámetros influyen en la dificultad de integración y el coste total de propiedad del láser en el entorno de trabajo real.

3. Selección y juicio entre modo único y modo múltiple
Aunque este artículo se centra en el modo únicoláseres de fibraEs fundamental comprender claramente la necesidad de elegir un láser monomodo en la selección práctica. Cuando los requisitos principales de una aplicación son la máxima precisión de procesamiento, la mínima zona afectada por el calor, la máxima capacidad de enfoque o la mayor distancia de transmisión, un láser de fibra monomodo es la única opción correcta. En cambio, si la aplicación implica principalmente soldadura de placas gruesas, tratamiento de superficies de gran área o transmisión de alta potencia a corta distancia, y el requisito de precisión absoluta no es elevado, entonces los láseres de fibra multimodo pueden ser una opción más económica y práctica debido a su mayor potencia total y menor costo.