Español
Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-09-18 Origen:Sitio
Componentes centrales de un láser acoplado a fibra
| Detalles de | la función de | la función de componente |
|---|---|---|
| Fuente láser | Genera el haz láser inicial | Tipos comunes: - láseres de diodos (más utilizados para costos/eficiencia). - Láseres de estado sólido (por ejemplo, ND: YAG, para alta potencia/calidad del haz). - Láseres de fibra (nota: los láseres de fibra generan luz en fibras; los láseres acoplados con fibra entregan luz a través de fibras, que pueden incluir fuentes de láser de fibra). |
| Óptica de acoplamiento | Puente la fuente de láser a la fibra óptica | Crítico para minimizar la pérdida de haz: - lentes (lentes de colimación para enfocar el haz láser divergente; las lentes de enfoque para que coincidan con la apertura numérica del haz con la fibra). - Mecanismos de alineación (para alinear con precisión el haz láser con el núcleo de la fibra, ya que incluso la desalineación a escala de micrones causa pérdidas importantes). |
| Fibra óptica | Guía el haz láser acoplado | Diseñado para la compatibilidad con láser: - Núcleo: región central que transmite el haz láser (el diámetro varía de ~ 5 μm para una alta calidad de haz a ~ 1000 μm para la entrega de alta potencia). - revestimiento: rodea el núcleo; tiene un índice de refracción más bajo para atrapar la luz a través de la reflexión interna total (TIR). - Recubrimiento: protege la fibra del daño mecánico y la interferencia ambiental (por ejemplo, la humedad, el polvo). |
¿Cómo funciona el acoplamiento de fibra?
Apertura numérica (NA): una medida de la capacidad de la fibra para aceptar la luz. La NA del haz del láser (determinado por su ángulo de divergencia) debe ser ≤ la NA de la fibra para evitar que la luz escape del núcleo.
Diámetro del haz: el diámetro del haz láser enfocado debe coincidir con el diámetro del núcleo de fibra. Si la viga es demasiado grande, golpea el revestimiento y se pierde; Si es demasiado pequeño, desperdicia la capacidad de la fibra.
Errores de alineación: desalineación (lateral, angular o axial) entre el haz láser y el núcleo de fibra (la causa #1 de la pérdida de acoplamiento).
Imperfecciones ópticas: dispersión de lentes sucios/extremos de fibra, o reflejos en interfaces de vidrio de aire (mitigado con recubrimientos antirreflectantes).
Flexión de fibra: la flexión excesiva de la fibra puede causar 'pérdida de flexión ' (la luz fugas fuera del núcleo), por lo que las fibras están clasificadas para un radio de curvatura mínimo.
Ventajas clave sobre láser de espacio libre
| Descripción | ventaja |
|---|---|
| Entrega de haz flexible | Las fibras ópticas son livianas y flexibles, lo que permite que el haz láser alcance espacios ajustados o remotos (por ejemplo, dentro de una máquina herramienta o cuerpo humano). |
| Rendimiento estable | La fibra protege el haz de la interferencia ambiental (turbulencia del aire, el polvo, la vibración) que degrada los haces del espacio libre. |
| Diseño compacto | La fibra elimina la necesidad de espejos/lentes grandes y fijos (utilizados en sistemas de espacio libre), reduciendo el tamaño y el costo del láser. |
| Operación segura | La fibra contiene el haz láser, reduciendo el riesgo de exposición accidental (crítico para los láseres de alta potencia). |
| Escalabilidad | Se pueden combinar láseres de fibra múltiples (a través de combinadores de fibra) para ofrecer una mayor potencia que un solo láser. |
Aplicaciones comunes
Corte/soldadura con láser: las fibras entregan haces de alta potencia a los brazos robóticos para el corte de metales de precisión (p. Ej., Piezas automotrices) o soldadura de electrónica.
Marcado láser: los láseres acoplados de fibra de baja potencia marcan códigos de barras, logotipos o números de serie en plásticos, metales y vidrio (por ejemplo, casquillos de teléfonos inteligentes).
Cirugía: los láseres de diodo acoplados a fibra entregan calor controlado para procedimientos mínimamente invasivos (por ejemplo, cirugía ocular láser, tratamientos dermatológicos para tatuajes o lesiones).
Imágenes: los láseres de baja potencia junto con las fibras ópticas permiten la endoscopia (imágenes dentro del cuerpo) o microscopía confocal (imágenes biológicas de alta resolución).
Espectroscopía: las fibras entregan luz láser a muestras en entornos hostiles (por ejemplo, reactores de alta temperatura) o ubicaciones remotas (por ejemplo, estudios de campo de gases atmosféricos).
Sensación óptica: sensores de potencia de láseres acoplados de fibra para medir la temperatura, la presión o la tensión (por ejemplo, monitorear tuberías de aceites o integridad estructural del puente).
Comunicaciones de fibra óptica: mientras que las telecomunicaciones usan láseres de 'grado de comunicación ', el acoplamiento de fibra es fundamental para transmitir señales láser a largas distancias (por ejemplo, backbones de Internet).
Impresión 3D: láseres acoplados de fibra fundido o materiales de sinterización (por ejemplo, polvos de metal) en la fabricación aditiva.
Eficiencia de acoplamiento : el porcentaje de potencia láser transferida a la fibra (típicamente 70-95% para sistemas comerciales;> 90% se considera de alta eficiencia).
Potencia de salida/calidad del haz: potencia (Watts, MW) y calidad del haz (factor m²; m² = 1 es un haz gaussiano perfecto, crítico para tareas de precisión como cirugía o micro-maquinamiento).
Tipo de fibra :
Fibra de modo único (SMF): núcleo pequeño (~ 5–10 μm), bajo NA, ofrece alta calidad de haz (m²≈1) pero baja potencia (utilizada para telecomunicaciones, microscopía).
Fibra de modo múltiple (MMF): núcleo más grande (~ 50–1000 μm), NA más alta, ofrece alta potencia pero menor calidad de haz (utilizado para cortar, soldadura).
Confiabilidad: Tiempo medio entre fallas (MTBF): los sistemas industriales requieren MTBF> 10,000 horas.
BU-Laser proporciona módulos láser acoplados a fibra con múltiples opciones de especificación (375NM- 980NM, 1MW-200W Power, diferentes fibras y dimensiones) para satisfacer mejor las necesidades de los clientes de láser LDI/CTS láser/láser de tratamiento médico. Para saber más, póngase en contacto con nosotros en Song@bu-laser.com.
