Cấu tạo và nguyên lý nguồn laser fiber

10-11-2024 triviet

Nguồn laser fiber là gì ?

nguồn hàn bwt-fiber-laser 2

Nguồn laser sợi quang hay còn gọi là nguồn laser fiber sử dụng lõi sợi quang pha tạp làm môi trường khuếch đại. Để sợi quang pha tạp hoạt động như môi trường khuếch đại, nhiều diode laser bán dẫn được ghép vào cuộn sợi quang pha tạp. Các diode laser này được gọi là laser bơm bán dẫn. Các laser bơm thường nằm trong phạm vi 915nm đến 980nm và có thể cung cấp từ 500 miliwatt đến khoảng 600 watt công suất quang trên mỗi diode laser. Thường có nhiều diode laser bơm được ghép vào sợi quang.

Nguyên lý hoạt động của nguồn laser fiber

cấu tạo nguồn laser

Bước 1:

Ánh sáng từ các diode laser đi qua bộ kết hợp được ghép vào sợi quang “hoạt chất”. Kích thích phần tử hoạt động trong lõi sợi quang. Trong ngữ cảnh này, “hoạt chất” ám chỉ lõi sợi quang pha tạp ytterbium. “Thụ động” ám chỉ các phần sợi quang không pha tạp. Ánh sáng laser phát ra từ nguồn laser kích thích làm cho các electron của các nguyên tử ytterbium ở trong lõi sợi quang pha tạp sẽ chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái năng lượng tăng. Điều này tạo ra các mức kích thích dẫn đến trạng thái phát xạ tự phát được mô tả ở trên.

Các electron được bơm để đạt đến mức năng lượng tương ứng với bước sóng của ánh sáng bơm. Thông qua thiết kế, chúng sau đó di chuyển xuống trạng thái bán bền thấp hơn. Trong trường hợp sợi quang pha tạp ytterbium, một photon ở 976nm được hấp thụ bởi nguyên tử ytterbium sẽ buộc các electron xung quanh hạt nhân nguyên tử của nguyên tử Yb di chuyển đến các quỹ đạo cao hơn. Điều này xảy ra vì các electron đã hấp thụ năng lượng bơm 976nm.

Bước 2:

Sau khi chuyển sang quỹ đạo năng lượng cao hơn. Các electron bị kích thích sẽ rơi xuống trạng thái cơ bản ban đầu. Đồng thời phát ra một photon ở bước sóng 1064nm. Sự sụt giảm này xảy ra trong khoảng thời gian rất ngắn dưới một mili giây. Mối quan hệ giữa đầu vào bước sóng laser 976nm với đầu ra laser 1064nm do nguyên tố ytterbium.

Nếu cường độ của ánh sáng bơm 976nm đủ cao. Số lượng electron ở trạng thái bán bền sẽ vượt quá số lượng electron còn lại ở trạng thái cơ bản. Trạng thái này biểu thị cả nguyên lý phát xạ kích thích và nguyên lý đảo ngược mật độ. Sự chuyển đổi của các electron trở lại trạng thái cơ bản gây ra sự phát xạ ánh sáng. Có bước sóng tương ứng với sự chênh lệch năng lượng. Trong trường hợp này, một photon sẽ được tạo ra ở bước sóng 1064nm.

Bước 3:

Để hoàn tất quá trình tạo ánh sáng trong laser sợi quang. Cuộn sợi được liên kết bằng các điện tử Bragg sợi ở mỗi đầu. Các cách tử được mô tả chi tiết hơn bên dưới. Về cơ bản, chúng là những tấm gương tạo ra bộ cộng hưởng công suất cao khi được đặt ở cả hai đầu của sợi pha tạp.

Ánh sáng có bước sóng dài hơn (đầu ra 1064nm) cộng hưởng giữa các cách tử này. Các điện tử phản xạ ánh sáng theo một góc được xác định bởi hình dạng của bề mặt phản xạ. Khi ánh sáng bị phản xạ qua lại giữa hai điện tử, nó được khuếch đại với mỗi lần đi qua. Cách tử ở đầu ra của laser sợi quang truyền qua một phần. Cho phép ánh sáng laser có bước sóng dài hơn được tạo ra thoát ra khỏi sợi.

Cuộn sợi pha tạp có thể dài từ vài mét đến vài kilômét. Điều này cho phép chúng có phạm vi công suất đầu ra rất rộng và có khả năng đạt mức công suất đầu ra rất cao.

Trên đây là nguyên lý cơ bản của nguồn laser fiber, để biết thêm thông tin chi tiết cũng như trải nghiệm sản phẩm máy hàn laser, vui lòng liên hệ với số hotline trên website để được hỗ trợ nhanh nhất.

Một số mẫu máy hàn laser cần tay được bán chạy nhất hiện nay: máy hàn lases LW-1000, LW-1500, LW-2000

Tin tức khác

mối cắt plasma
Những lỗi thường gặp khi sử dụng máy cắt Plasma

I: Cắt plasma là gì? cắt plasma dựa trên sự tận dụng nhiệt độ rất cao và tốc độ chuyển động lớn của khí từ miệng phun của đầu cắt plasma để làm nóng chảy và thổi kim loại khỏi rãnh cắt.  Plasma là một trạng thái vật chất trong đó các chất bị ion […]

kẹp mát
Dây mát máy hàn đấu với cực âm hay dương?

hàn laser là phương pháp sử dụng rộng dãi trong ngành cơ khí hiện nay. Hàn giúp kết nối các vật liệu kim loại một cách nhanh chóng. Áp dụng trong gia đình cũng như trong công nghiệp. Tuy máy hàn là vật dụng khá phổ biến trong đời sống sản xuất hiện nay. Nhưng […]

cấu tạo đầu cấp dây
Cấu tạo và nguyên lý bộ cấp dây trong máy hàn laser?

Hàn laser là phương pháp hàn tiên tiến nhất hiện này với độ linh hoạt và chính xác, mang lại nhiều lợi thế về tốc độ, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt nhỏ, giúp hàn trên các vật liệu mỏng mà các phương pháp hàn khác khó đạt được. Mối hàn laser đẹp, chất lượng cao […]

mối hàn laser dùng khí bảo vệ
Máy laser có cần sử dụng dây hàn không?

Hàn laser là phương pháp hàn rất linh hoạt và chính xác, mang lại nhiều lợi thế về tốc độ, độ chính xác và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt tối thiểu. Trước khi bàn về vai trò của dây hàn trong hàn laser, trước hết chúng ta hãy tìm hiểu những thông tin cơ bản […]

mối hàn laser trên nhiều vật liệu
Máy hàn laser có thể hàn được những vật liệu nào?

Máy hàn laser fiber cầm tay là một thiết bị đột phá sử dụng nguồn năng lượng laser từ sợi quang. Thực hiện quá trình hàn các vật liệu kim loại như sắt, thép, inox, nhôm, … Đây là công nghệ tiên tiến vượt trội so với các phương pháp hàn kim loại truyền thống. […]

cấu tạo súng hàn laser cầm tay
Cấu tạo và tầm quan trọng của súng hàn laser cầm tay?

Công nghệ laser mang đến độ chính xác, tinh vi và sáng hơn so với hàn TIG hay MIG. Khi hoạt động, đầu súng sẽ phát ra các chùm tia laser chạy qua sợi cáp quang. Chùm tia hội tụ tại một điểm giúp nung chảy vật liệu hàn. Hôm nay hãy cùng Trí Việt […]