Τα λέιζερ ινών, ως κύρια κατεύθυνση στην ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ, διαθέτουν εξαιρετικές επιδόσεις, υψηλή ηλεκτρο-οπτική αποδοτικότητα μετατροπής, καλή ποιότητα δέσμης και σταθερή απόδοση.Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική επεξεργασίαΟδηγούμενη από την ισχυρή ζήτηση της αγοράς για επεξεργασία λέιζερ, η ισχύς των βιομηχανικών λέιζερ δέκα κιλοβάτ έχει συνεχώς σπάσει τα ανώτατα όρια.επίτευξη 120 kW ισχύος λέιζερ το 2017Εντούτοις, λόγω των περιορισμών στη διαχείριση της θερμικής ενέργειας με λέιζερ, των μη γραμμικών επιδράσεων και της τεχνολογίας μέτρησης με λέιζερ εξαιρετικά υψηλής ισχύος, δεν είναι δυνατόν να επιτευχθεί η επίτευξη των στόχων αυτών.Δεν υπήρξε καμία νέα ανακάλυψη στην ισχύ των υπερυψωτικών λέιζερ..
Η 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 lasersΗ ΕΤΠ, η οποία έχει ως στόχο την κατασκευή μιας υψηλής απόδοσης οπτικής πλατφόρμας, και η υλοποίηση της υψηλής ποιότητας εκπομπής λέιζερ από 150 kW υπερυποδύναμων λέιζερ ινών.Οι ερευνητές της BWT δημιούργησαν μια πλατφόρμα μέτρησης υπερυψωμένης ισχύος βασισμένη στην αρχή της οπτικής πίεσηςΗ πλατφόρμα αυτή, η οποία έχει πιστοποιηθεί από το Εθνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας της Κίνας, μπορεί να επιτύχει μέτρηση λέιζερ πλήρους ισχύος 150 kW.
Το βιομηχανικό λέιζερ υπερυψωμένης ισχύος 150 kW BWT υιοθετεί τεχνολογία συνδυασμού δέσμης υπερυψωμένης ισχύος.χρησιμοποιώντας συνδυαστή σήματος N × 1 για τη σύνθεση της ισχύος πολλαπλών υψηλής ολοκλήρωσης οπτικών πλατφορμών 6 kW με βάση την τεχνολογία ολοκλήρωσης τσιπΣε συνδυασμό με την τεχνολογία ευφυούς παρακολούθησης με λέιζερ σύντηξης πολλαπλών πληροφοριών, επιτυγχάνεται σταθερή απόδοση λέιζερ και διαθέτει πρωτοπόρο αναλογία ισχύος προς όγκο (36,76 kW/m3).Οι εξωτερικές διαστάσεις του είναι 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmΌπως φαίνεται στο σχήμα 1, κάθε οπτική πλατφόρμα ενσωματώνει αυτοσχέδια πλέγματα Raman υψηλής ισχύος, τα οποία καταπιέζουν αποτελεσματικά την διεγερμένη διασπορά Raman του φάσματος λέιζερ.Μετά τη σύνθεση πλήρους ισχύος, μπορεί να επιτύχει αναλογία σήματος-θόρυβου Raman 36,5 dB@150 kW, όπως φαίνεται στην αριστερή εικόνα του σχήματος 2.Ο συνδυαστής σήματος υψηλής ισχύος κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τεχνολογίες αδιαβατικής συρρίκνωσης και μη απώλειας σύντηξηςΗ απόδοση συνδυασμού δέσμης του συνδυαστή σήματος είναι 97,1%.η ενσωματωμένη τεχνολογία ψύξης με νερό λύνει το πρόβλημα θέρμανσης της οπτικής μονάδαςΗ κεφαλή παραγωγής υψηλής ισχύος χρησιμοποιεί μια ίνα παραγωγής διαμέτρου πυρήνα 200 μm, μήκους 20 m,και χρησιμοποιεί συμπίεση γωνίας αποκλίσεις δέσμης και τεχνολογίες φιλτραρίσματος υψηλότερης τάξης για την επίτευξη υψηλής ισχύοςΗ ποιότητα της δέσμης ολόκληρης της μηχανής δοκιμάστηκε και ο συντελεστής ποιότητας M2 = 24,42 (προϊόν παράμετρος δέσμης BPP 8,4 mm·mrad).Τα αποτελέσματα της δοκιμής και οι εικόνες των σημείων απεικονίζονται στη δεξιά εικόνα του σχήματος 2..
Για να επιτευχθεί ακριβής μέτρηση του λέιζερ των 150 kW, κατασκευάστηκε ένα σύστημα μέτρησης οπτικής πίεσης εξαιρετικά υψηλής ισχύος.μετρητή ισχύος οπτικής πίεσης, και ένα σύστημα συλλογής λέιζερ υψηλής ισχύος.Το κολιματισμένο λέιζερ εκπέμπεται από το παράθυρο εξόδου μετά από τρεις αντανακλάσεις στο μετρητή ισχύος και συλλέγεται από ένα αυτοσχέδιο σύστημα συλλογής λέιζερ υπερ-υψηλής ισχύος, όπως φαίνεται στο σχήμα 3. Υπό συνθήκες ισχύος 100%, η μετρούμενη ισχύς του λέιζερ είναι 150,34 kW, όπως φαίνεται στο σχήμα 4.πραγματοποιήθηκε ένα συγκριτικό πείραμα επαλήθευσης με έξι σημεία ισχύος μεταξύ του θερομετρικού μετρητή ισχύος 120 kW (Ophir 120K-W) και του οπτικού μετρητή ισχύος πίεσηςΤα αποτελέσματα έδειξαν ότι η απόκλιση ισχύος μεταξύ των δύο μεθόδων μέτρησης παρέμεινε σχετικά σταθερή σε όλα τα τμήματα ισχύος, με τη μέγιστη σχετική απόκλιση ≤1,5%,για την απόδειξη της ακρίβειας και της αξιοπιστίας του συστήματος δοκιμών.
Συνοπτικά, αυτό το λέιζερ ινών μπορεί να επιτύχει μέση ισχύ 150 kW με αναλογία σήματος-θόρυβου Raman 36,5 dB και συντελεστή ποιότητας δέσμης M2=24.42Διαθέτει υψηλή ισχύ, υψηλή φωτεινότητα και υψηλή σταθερότητα, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις για την επεξεργασία υπεράπλευρων πλακών και εισάγοντας νέα ζωτικότητα στην ανάπτυξη της βιομηχανίας παραγωγής.
Σχήμα 1 Σχεδιασμός 150 kW βιομηχανικού υπερυποδύναμου λέιζερ ινών
Σχήμα 2 Οπτικό φάσμα λέιζερ υψηλής ισχύος 150 kW (αριστερά) και δοκιμή ποιότητας δέσμης (β)
Σχήμα του συστήματος μέτρησης λέιζερ υπερυψωμένης ισχύος με βάση την αρχή της ελαφρικής πίεσης
Σχήμα 4 Σύγκριση της μετρούμενης ισχύος μεταξύ συστήματος μέτρησης λέιζερ με βάση την αρχή της φωτεινής πίεσης
Τα λέιζερ ινών, ως κύρια κατεύθυνση στην ανάπτυξη της τεχνολογίας λέιζερ, διαθέτουν εξαιρετικές επιδόσεις, υψηλή ηλεκτρο-οπτική αποδοτικότητα μετατροπής, καλή ποιότητα δέσμης και σταθερή απόδοση.Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική επεξεργασίαΟδηγούμενη από την ισχυρή ζήτηση της αγοράς για επεξεργασία λέιζερ, η ισχύς των βιομηχανικών λέιζερ δέκα κιλοβάτ έχει συνεχώς σπάσει τα ανώτατα όρια.επίτευξη 120 kW ισχύος λέιζερ το 2017Εντούτοις, λόγω των περιορισμών στη διαχείριση της θερμικής ενέργειας με λέιζερ, των μη γραμμικών επιδράσεων και της τεχνολογίας μέτρησης με λέιζερ εξαιρετικά υψηλής ισχύος, δεν είναι δυνατόν να επιτευχθεί η επίτευξη των στόχων αυτών.Δεν υπήρξε καμία νέα ανακάλυψη στην ισχύ των υπερυψωτικών λέιζερ..
Η 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 lasersΗ ΕΤΠ, η οποία έχει ως στόχο την κατασκευή μιας υψηλής απόδοσης οπτικής πλατφόρμας, και η υλοποίηση της υψηλής ποιότητας εκπομπής λέιζερ από 150 kW υπερυποδύναμων λέιζερ ινών.Οι ερευνητές της BWT δημιούργησαν μια πλατφόρμα μέτρησης υπερυψωμένης ισχύος βασισμένη στην αρχή της οπτικής πίεσηςΗ πλατφόρμα αυτή, η οποία έχει πιστοποιηθεί από το Εθνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας της Κίνας, μπορεί να επιτύχει μέτρηση λέιζερ πλήρους ισχύος 150 kW.
Το βιομηχανικό λέιζερ υπερυψωμένης ισχύος 150 kW BWT υιοθετεί τεχνολογία συνδυασμού δέσμης υπερυψωμένης ισχύος.χρησιμοποιώντας συνδυαστή σήματος N × 1 για τη σύνθεση της ισχύος πολλαπλών υψηλής ολοκλήρωσης οπτικών πλατφορμών 6 kW με βάση την τεχνολογία ολοκλήρωσης τσιπΣε συνδυασμό με την τεχνολογία ευφυούς παρακολούθησης με λέιζερ σύντηξης πολλαπλών πληροφοριών, επιτυγχάνεται σταθερή απόδοση λέιζερ και διαθέτει πρωτοπόρο αναλογία ισχύος προς όγκο (36,76 kW/m3).Οι εξωτερικές διαστάσεις του είναι 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmΌπως φαίνεται στο σχήμα 1, κάθε οπτική πλατφόρμα ενσωματώνει αυτοσχέδια πλέγματα Raman υψηλής ισχύος, τα οποία καταπιέζουν αποτελεσματικά την διεγερμένη διασπορά Raman του φάσματος λέιζερ.Μετά τη σύνθεση πλήρους ισχύος, μπορεί να επιτύχει αναλογία σήματος-θόρυβου Raman 36,5 dB@150 kW, όπως φαίνεται στην αριστερή εικόνα του σχήματος 2.Ο συνδυαστής σήματος υψηλής ισχύος κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τεχνολογίες αδιαβατικής συρρίκνωσης και μη απώλειας σύντηξηςΗ απόδοση συνδυασμού δέσμης του συνδυαστή σήματος είναι 97,1%.η ενσωματωμένη τεχνολογία ψύξης με νερό λύνει το πρόβλημα θέρμανσης της οπτικής μονάδαςΗ κεφαλή παραγωγής υψηλής ισχύος χρησιμοποιεί μια ίνα παραγωγής διαμέτρου πυρήνα 200 μm, μήκους 20 m,και χρησιμοποιεί συμπίεση γωνίας αποκλίσεις δέσμης και τεχνολογίες φιλτραρίσματος υψηλότερης τάξης για την επίτευξη υψηλής ισχύοςΗ ποιότητα της δέσμης ολόκληρης της μηχανής δοκιμάστηκε και ο συντελεστής ποιότητας M2 = 24,42 (προϊόν παράμετρος δέσμης BPP 8,4 mm·mrad).Τα αποτελέσματα της δοκιμής και οι εικόνες των σημείων απεικονίζονται στη δεξιά εικόνα του σχήματος 2..
Για να επιτευχθεί ακριβής μέτρηση του λέιζερ των 150 kW, κατασκευάστηκε ένα σύστημα μέτρησης οπτικής πίεσης εξαιρετικά υψηλής ισχύος.μετρητή ισχύος οπτικής πίεσης, και ένα σύστημα συλλογής λέιζερ υψηλής ισχύος.Το κολιματισμένο λέιζερ εκπέμπεται από το παράθυρο εξόδου μετά από τρεις αντανακλάσεις στο μετρητή ισχύος και συλλέγεται από ένα αυτοσχέδιο σύστημα συλλογής λέιζερ υπερ-υψηλής ισχύος, όπως φαίνεται στο σχήμα 3. Υπό συνθήκες ισχύος 100%, η μετρούμενη ισχύς του λέιζερ είναι 150,34 kW, όπως φαίνεται στο σχήμα 4.πραγματοποιήθηκε ένα συγκριτικό πείραμα επαλήθευσης με έξι σημεία ισχύος μεταξύ του θερομετρικού μετρητή ισχύος 120 kW (Ophir 120K-W) και του οπτικού μετρητή ισχύος πίεσηςΤα αποτελέσματα έδειξαν ότι η απόκλιση ισχύος μεταξύ των δύο μεθόδων μέτρησης παρέμεινε σχετικά σταθερή σε όλα τα τμήματα ισχύος, με τη μέγιστη σχετική απόκλιση ≤1,5%,για την απόδειξη της ακρίβειας και της αξιοπιστίας του συστήματος δοκιμών.
Συνοπτικά, αυτό το λέιζερ ινών μπορεί να επιτύχει μέση ισχύ 150 kW με αναλογία σήματος-θόρυβου Raman 36,5 dB και συντελεστή ποιότητας δέσμης M2=24.42Διαθέτει υψηλή ισχύ, υψηλή φωτεινότητα και υψηλή σταθερότητα, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις για την επεξεργασία υπεράπλευρων πλακών και εισάγοντας νέα ζωτικότητα στην ανάπτυξη της βιομηχανίας παραγωγής.
Σχήμα 1 Σχεδιασμός 150 kW βιομηχανικού υπερυποδύναμου λέιζερ ινών
Σχήμα 2 Οπτικό φάσμα λέιζερ υψηλής ισχύος 150 kW (αριστερά) και δοκιμή ποιότητας δέσμης (β)
Σχήμα του συστήματος μέτρησης λέιζερ υπερυψωμένης ισχύος με βάση την αρχή της ελαφρικής πίεσης
Σχήμα 4 Σύγκριση της μετρούμενης ισχύος μεταξύ συστήματος μέτρησης λέιζερ με βάση την αρχή της φωτεινής πίεσης
