Comment choisir entre les lasers à fibre continus et pulsés ?

Les lasers à fibre représentent une part croissante des lasers industriels d'année en année en raison de leur structure simple, de leur faible coût, de leur efficacité de conversion électro-optique élevée et de leurs bons effets de sortie. Selon les statistiques, les lasers à fibre représentaient 52,7% du marché des lasers industriels en 2020.

En fonction des caractéristiques du faisceau de sortie, les lasers à fibre peuvent être divisés en deux catégories : les lasers continus et les lasers à impulsion. Quelles sont les différences techniques entre les deux et quels sont les scénarios d'application qui conviennent à chacune d'entre elles ? Voici une simple comparaison des applications dans des situations générales.

Comme son nom l'indique, la sortie laser d'un laser à fibre continu est continue et la puissance est maintenue à un niveau fixe. Cette puissance est la puissance nominale du laser. Les lasers à fibre continue présentent l'avantage d'un fonctionnement stable à long terme.

Le laser à impulsion est "intermittent". Bien entendu, ce temps d'intermittence est souvent très court, généralement mesuré en millisecondes, microsecondes, voire nanosecondes et picosecondes. Par rapport au laser continu, l'intensité du laser à impulsions varie constamment, d'où les notions de "crête" et de "creux".

Grâce à la modulation d'impulsion, le laser pulsé peut être libéré rapidement et atteindre une puissance maximale à la position de crête, mais en raison de l'existence d'un creux, la puissance moyenne est relativement faible. Il est concevable que si la puissance moyenne est la même, le pic de puissance du laser à impulsions peut être beaucoup plus important que celui du laser continu, ce qui permet d'obtenir une densité d'énergie supérieure à celle du laser continu, ce qui se traduit par une plus grande capacité de pénétration dans l'usinage des métaux. En même temps, il convient également aux matériaux sensibles à la chaleur qui ne peuvent pas supporter une chaleur élevée soutenue, ainsi qu'à certains matériaux à haute réflectivité.

Les caractéristiques de puissance de sortie des deux appareils nous permettent d'analyser les différences d'application.

Les lasers à fibre CW conviennent généralement pour :

1. Transformation de grands équipements, tels que les véhicules et les machines navales, la découpe et la transformation de grandes plaques d'acier et d'autres opérations de transformation qui ne sont pas sensibles aux effets thermiques mais qui sont plus sensibles aux coûts

2. Utilisé pour la coupe chirurgicale et la coagulation dans le domaine médical, comme l'hémostase après une intervention chirurgicale, etc.

3. Largement utilisé dans les systèmes de communication par fibre optique pour la transmission et l'amplification des signaux, avec une grande stabilité et un faible bruit de phase.

4. Utilisé dans des applications telles que l'analyse spectrale, les expériences de physique atomique et le lidar dans le domaine de la recherche scientifique, fournissant une puissance élevée et une sortie laser de haute qualité.

Les lasers à fibre pulsés conviennent généralement pour :

1. Traitement de précision des matériaux qui ne peuvent pas supporter de forts effets thermiques ou des matériaux fragiles, tels que le traitement des puces électroniques, du verre céramique et des pièces biologiques médicales.

2. Le matériau a une forte réflectivité et peut facilement endommager la tête laser elle-même en raison de la réflexion. Par exemple, le traitement des matériaux en cuivre et en aluminium

3. Traitement de surface ou nettoyage de l'extérieur des substrats facilement endommagés

4. Les situations de traitement qui nécessitent une puissance élevée à court terme et une pénétration profonde, telles que la découpe de plaques épaisses, le perçage de matériaux métalliques, etc.

5. Situations dans lesquelles les impulsions doivent être utilisées comme caractéristiques du signal. Telles que les communications par fibre optique et les capteurs à fibre optique, etc.

6. Utilisé dans le domaine biomédical pour la chirurgie oculaire, le traitement de la peau et la découpe des tissus, etc., avec une qualité de faisceau et des performances de modulation élevées.

7. L'impression 3D permet de fabriquer des pièces métalliques avec une plus grande précision et des structures complexes

8. Armes laser avancées, etc.

Les lasers à fibre pulsés et les lasers à fibre continus présentent certaines différences en termes de principes, de caractéristiques techniques et d'applications, et chacun convient à des situations différentes. Les lasers à fibre pulsés conviennent aux applications nécessitant une puissance de pointe et des performances de modulation, telles que le traitement des matériaux et la biomédecine, tandis que les lasers à fibre continus conviennent aux applications nécessitant une grande stabilité et une qualité de faisceau élevée, telles que les communications et la recherche scientifique. Choisir le bon type de laser à fibre en fonction de ses besoins spécifiques permet d'améliorer l'efficacité du travail et la qualité des applications.