ફાઇબર લેસર શું છે? વ્યાખ્યા, સુવિધાઓ, સિદ્ધાંતો, પ્રકારો, ઓપ્ટિક્સ, ઉપયોગો, ખર્ચ

ફાઇબર લેસર શું છે?

ફાઇબર લેસર એક સોલિડ-સ્ટેટ લેસર છે જે રેર અર્થ એલિમેન્ટ-ડોપ્ડ ગ્લાસ ફાઇબરનો ઉપયોગ ગેઇન માધ્યમ તરીકે કરે છે, જે ઉચ્ચ ફોટોઇલેક્ટ્રિક રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, સરળ માળખું અને સારી બીમ ગુણવત્તા ધરાવે છે. તે લેસર ટેકનોલોજી વિકાસ અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનનો મુખ્ય પ્રવાહ બની ગયો છે. ઓપ્ટિકલ ફાઇબરના નાના ફૂટપ્રિન્ટને કારણે, તેનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રસંગોમાં થઈ શકે છે, અને ડાઉનસ્ટ્રીમ મેન્યુફેક્ચરિંગ અને પ્રોસેસિંગ ક્ષેત્રમાં તેનો ઉપયોગ દર ઊંચો છે. ફાઇબર લેસરોમાં ઉચ્ચ પ્રોસેસિંગ અનુકૂલનક્ષમતા હોય છે અને તેનો ઉપયોગ કોઈપણ એપ્લિકેશનમાં થઈ શકે છે. વધુમાં, બીમ ગુણવત્તા વધુ સારી છે, જે ઉત્પાદન સાહસો માટે ખર્ચ ઘટાડા અને કાર્યક્ષમતા સુધારણાની અસરને મહત્તમ કરી શકે છે.

ફાઇબર લેસરની વિશેષતાઓ

• દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના શોષણ સ્પેક્ટ્રમમાં અનુરૂપ ઉચ્ચ-શક્તિ, ઓછી-તેજસ્વીતા LD પ્રકાશ સ્ત્રોતને ઉચ્ચ-તેજસ્વીતા સિંગલ-મોડ લેસર આઉટપુટ કરવા માટે ડબલ-ક્લેડ ફાઇબર સ્ટ્રક્ચર દ્વારા પમ્પ કરી શકાય છે.

• નાની અને લવચીક ડિઝાઇન, ઉચ્ચ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા, અને સારી ઠંડક પ્રણાલી સાથે કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં કામ.

• સારી ગુણવત્તા, ઉચ્ચ રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા અને ઓછી થ્રેશોલ્ડ સાથે ઉત્પાદિત બીમ.

• 0.38-4um બેન્ડમાં લેસર આઉટપુટ વિવિધ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, તરંગલંબાઇ પસંદગી સરળ અને ટ્યુનેબલ છે, અને ટ્યુનિંગ શ્રેણી વિશાળ છે.

• હાલની ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ સાથે ઉચ્ચ સ્તરનું મેચિંગ અને સારું જોડાણ.

• ફાઇબર ઓપ્ટિક ઉપકરણો અને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સાથે ઓછી કિંમત, જે માળખાકીય ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો કરી શકે છે.

રચના અને સિદ્ધાંત

અન્ય પ્રકારના લેસરોની જેમ, ફાઇબર લેસરમાં 3 ભાગો હોય છે: ગેઇન માધ્યમ, પંપ સ્રોત અને રેઝોનન્ટ કેવિટી. તે ગેઇન માધ્યમ તરીકે કોરમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો સાથે ડોપ કરેલા સક્રિય તંતુઓનો ઉપયોગ કરે છે. સામાન્ય રીતે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો ઉપયોગ પંપ સ્રોત તરીકે થાય છે. રેઝોનન્ટ કેવિટી સામાન્ય રીતે અરીસાઓ, ફાઇબર એન્ડ ફેસ, ફાઇબર લૂપ મિરર્સ અથવા ફાઇબર ગ્રેટિંગ્સથી બનેલી હોય છે. ચોક્કસ કાર્ય પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: કાર્યકારી સ્થિતિમાં, સક્રિય ફાઇબર (ગેઇન ફાઇબર) પંપ સ્રોત દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવતી ઊર્જાને શોષી લે છે, સક્રિય ફાઇબર અને ફાઇબર ગ્રેટિંગથી બનેલા રેઝોનન્ટ કેવિટી દ્વારા વિસ્તૃત થયા પછી આઉટપુટ લેસરને વિસ્તૃત કરે છે.

બીજ સ્ત્રોત

સિગ્નલ સ્ત્રોત તરીકે પણ ઓળખાય છે, તે લેસર એમ્પ્લીફિકેશન સિસ્ટમમાં રેડિયેશન એમ્પ્લીફિકેશનનો પદાર્થ છે. ઓછી શક્તિવાળા સિગ્નલ પૂરા પાડતા લેસરનો ઉપયોગ "બીજ" તરીકે થાય છે જેથી એમ્પ્લીફિકેશન સિસ્ટમ આ "બીજ" ની સ્થિતિ અનુસાર એમ્પ્લીફિકેશન કરી શકે.

સક્રિય ઓપ્ટિકલ ફાઇબર

સક્રિય ફાઇબરનો ઉપયોગ ગેઇન માધ્યમ તરીકે થાય છે, અને તેનું કાર્ય એમ્પ્લીફિકેશન પ્રાપ્ત કરવા માટે પંપ લાઇટથી સિગ્નલ લાઇટમાં ઊર્જા રૂપાંતરણને સાકાર કરવાનું છે.

નિષ્ક્રિય ઓપ્ટિકલ ફાઇબર

નિષ્ક્રિય ઓપ્ટિકલ ફાઇબર મુખ્યત્વે પ્રકાશ ટ્રાન્સમિશનના કાર્યને સાકાર કરે છે અને તરંગલંબાઇ રૂપાંતરમાં ભાગ લેતું નથી. ફાઇબર લેસર સિસ્ટમ્સમાં, મુખ્યત્વે ફાઇબર ગ્રેટિંગ્સ, ફાઇબર આઇસોલેટરમાં નિષ્ક્રિય મેચિંગ ફાઇબર્સ અને લેસર એનર્જી ટ્રાન્સમિશન ઘટકોમાં નિષ્ક્રિય મલ્ટિમોડ લાર્જ-કોર એનર્જી ટ્રાન્સમિશન ફાઇબર્સ હોય છે. હાલમાં, સ્થાનિક સપ્લાયર્સના નિષ્ક્રિય ઓપ્ટિકલ ફાઇબર ઉત્પાદનો મૂળભૂત રીતે ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે, અને અલ્ટ્રા-હાઇ પાવર ઉત્પાદનો માટે ઉપયોગમાં લેવાતા નિષ્ક્રિય ઓપ્ટિકલ ફાઇબરની માત્ર થોડી માત્રા હજુ પણ આયાતી ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે.

ફાઇબર લેસર ઓપ્ટિક્સ

પંપ સ્ત્રોત

તેનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક સેમિકન્ડક્ટર લેસરોને લેસર પ્રકાશ આઉટપુટ કરવા માટે સીધા પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે, અને ફાઇબર લેસરોને ઉચ્ચ-શક્તિ, ઉચ્ચ-તેજ પંપ પ્રકાશ પ્રદાન કરવા માટે પંપ પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે.

પંપ કોમ્બિનર

ઉચ્ચ પાવર પંપ લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરવા માટે બહુવિધ પંપ સ્ત્રોતોના લેસરોને ઓપ્ટિકલ ફાઇબરમાં જોડી શકાય છે.

એનર્જી કોમ્બિનર

તે બહુવિધ હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસર મોડ્યુલોની ઉર્જાને સુપરઇમ્પોઝ કરી શકે છે, અને મલ્ટી-મોડ લેસર બીમ કોમ્બિનિંગ આઉટપુટને સાકાર કરવા માટેનું મુખ્ય ઉપકરણ છે.

ફાઇબર ગ્રેટિંગ

ચોક્કસ પદ્ધતિ દ્વારા ફાઇબર કોરના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સને અક્ષીય રીતે સમયાંતરે મોડ્યુલેટ કરીને રચાયેલ વિવર્તન ગ્રેટિંગ. તે નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર ઉપકરણનું છે અને તે રેઝોનેટરનો આવશ્યક ઘટક પણ છે. તે લેસરની આઉટપુટ તરંગલંબાઇ અને બેન્ડવિડ્થ નક્કી કરે છે, અને લેસર મોડ અને બીમ ગુણવત્તાને નિયંત્રિત કરી શકે છે.

લેસર હેડ

તે એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે જે એપ્લિકેશન સાઇટમાં હાઇ-પાવર લેસરના લાંબા-અંતરના લવચીક આઉટપુટને પ્રાપ્ત કરી શકે છે, અને મશીનિંગ સિસ્ટમ સાથે સુસંગત છે, જેથી લેસર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ લેસર લેસર મશીનિંગ એપ્લિકેશન પૂર્ણ કરવા માટે પ્રોસેસિંગ સામગ્રીમાં પ્રસારિત થાય છે.

આઇસોલેટર

તે લેસરને અસરકારક રીતે સુરક્ષિત કરી શકે છે અને રીટર્ન લાઇટને અન્ય ઓપ્ટિકલ ઘટકોને નુકસાન પહોંચાડતા અટકાવી શકે છે.

stripper

તે લેસરમાં ક્લેડીંગ લાઇટને અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે, સંબંધિત ઉપકરણોને સુરક્ષિત કરી શકે છે અને આઉટપુટ લેસર બીમની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે. એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર મુખ્યત્વે રેઝોનેટરની અંદર ઉપયોગમાં લેવાય છે, અને રેડિયો ફ્રીક્વન્સી ડ્રાઇવ મોડ્યુલેશન ટેકનોલોજી દ્વારા જરૂરી લેસર પલ્સને મોડ્યુલેટ કરે છે. તે Q-સ્વિચ્ડ પલ્સ ફાઇબર લેસર કોર ઘટકો છે.

પેટર્ન મેચર

2 અલગ અલગ પ્રકારના ઓપ્ટિકલ ફાઇબરને કનેક્ટ કરવા માટે વપરાતું કોર ડિવાઇસ વિવિધ પ્રકારના ઓપ્ટિકલ ફાઇબરના કનેક્શન લોસને ઘટાડી શકે છે અને લેસર મોડ મોડ ફીલ્ડના મેચિંગને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકે છે.

પ્રકારો અને ઉપયોગો

કાર્યકારી સ્થિતિના આધારે, 2 સૌથી સામાન્ય પ્રકારના ફાઇબર લેસર છે: સતત લેસર અને પલ્સ્ડ લેસર. તેનો ઉપયોગ કટીંગ, વેલ્ડીંગ, કોતરણી, માર્કિંગ, સફાઈ અને અન્ય પરિસ્થિતિઓમાં થઈ શકે છે.

સતત લેસર

સતત લેસર સતત પ્રકાશ કિરણ ઉત્સર્જિત કરે છે, જેની ટોચની શક્તિ 1 છે20KW. તેનો ઉપયોગ કટીંગ, વેલ્ડીંગ, બ્રેઝિંગ, ડ્રિલિંગમાં થાય છે. સેમી-કન્ટિન્યુઅસ લેસર (QCW) હજુ પણ સારમાં પલ્સ્ડ છે, પરંતુ તેની પલ્સ પહોળાઈ લાંબી છે અને તેની ટોચની શક્તિ 2 છે.3KW, જેનો ઉપયોગ કટીંગ, આર્ક વેલ્ડીંગ, ડ્રિલિંગ, બ્રેઝીંગ, મેટલ ક્વેન્ચિંગ (મેટલ ડ્યુક્ટીલિટી સુધારવા, ડીસી પ્રતિકાર ઘટાડવા) માં થાય છે, ખાસ કરીને સ્પોટ વેલ્ડીંગ, સીમ વેલ્ડીંગ અને ડ્રિલિંગ એપ્લિકેશન્સમાં લેમ્પ-પમ્પ્ડ YAG લેસરોને બદલવા માટે યોગ્ય. ઉપયોગમાં લેવાતા સતત લેસર સાથે ચોક્કસ ઓવરલેપ છે.

સ્પંદનીય લેસર

પલ્સ્ડ લેસરોને નેનોસેકન્ડ, પિકોસેકન્ડ, ફેમ્ટો2ન્ડ પલ્સ્ડ લેસરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. નેનો2ન્ડ લેસર (લાંબી પલ્સ પહોળાઈ) સ્ક્રિબિંગ, એચિંગ, ડ્રિલિંગ, સપાટીની સારવાર, ક્વેન્ચિંગ, માર્કિંગમાં 1MW ની ટોચની શક્તિ ધરાવે છે. નેનો2ન્ડ લેસર (માઈક્રો-ફિનિશિંગ માટે ટૂંકી પલ્સ પહોળાઈ) ક્વેન્ચિંગ, સિલિકોન વેફર અને ગ્લાસ કટીંગ માટે વપરાય છે. પીકો2ન્ડ લેસર (પલ્સ પહોળાઈ પીકો2ન્ડ લેસર સુધી પહોંચે છે) ની ટોચની શક્તિ 10MW કરતા વધારે છે, જેનો ઉપયોગ બ્લેકનિંગ, નીલમ અને કાચ કટીંગ, ફોટોવોલ્ટેઇક અને OLED કટીંગ માટે થાય છે. ફેમ્ટો2ન્ડ લેસર (ફેમ્ટો2ન્ડ લેવલ સુધી પલ્સ પહોળાઈ) ની ટોચની શક્તિ 29MW કરતા વધારે છે, જેનો ઉપયોગ શીટ મેટલ કટીંગ, ડ્રિલિંગ, ઉચ્ચ-ચોકસાઇ પ્રક્રિયા અને આંખની શસ્ત્રક્રિયા માટે થાય છે.

ફાઇબર લેસરનો ખર્ચ

ફાઇબર લેસર કોતરનાર

ફાઇબર લેસર કોતરણી અને બનાવવાના મશીનની કિંમત આનાથી છે $3,500 થી $2૮,૫૦૦ ની સ્પંદિત લેસર શક્તિઓ પર આધારિત 20W, 30W, 50W, 60W, 70W, અને 100W.

ફાઇબર લેસર કટર

ફાઇબર લેસર કટીંગ મશીનની કિંમત $14,200 થી $260,000 ની સતત લેસર શક્તિઓ પર આધારિત 1000W, 1500W, 2000W, 3000W, 4000W, 6000W, 8000W, 10000W, 12000W, 15000W, 20000W, 30000W, અને સુધી 40000W.

ફાઇબર લેસર વેલ્ડર

ફાઇબર લેસર વેલ્ડીંગ મશીનની કિંમત શ્રેણી છે $5,400 થી $5પોર્ટેબલ (હેન્ડહેલ્ડ લેસર વેલ્ડીંગ ગન) વેલ્ડર, ઓટોમેટિક (સીએનસી કંટ્રોલર) વેલ્ડર, સતત લેસર પાવર સાથે રોબોટ વેલ્ડર સહિત વિવિધ પ્રકારો પર આધારિત 8,000 1000W, 1500W, 2000W, અને 3000W.

ફાઇબર લેસર ક્લીનર

નવા ફાઇબર લેસર ક્લિનિંગ મશીન માટે ચૂકવવામાં આવતી સરેરાશ કિંમત છે $5,000 થી $1૮,૫૦૦ ની સ્પંદિત લેસર શક્તિઓ પર આધારિત 50W, 100W, 200W, 300W, અને સતત લેસર શક્તિઓ 1000W, 1500W, 2000W, 3000W.