連続ファイバー・レーザーとパルス・ファイバー・レーザーの選択は？

ファイバーレーザは、シンプルな構造、低コスト、高い電気光学変換効率、良好な出力効果により、産業用レーザの中で年々シェアを拡大している。統計によると、ファイバーレーザは2020年に産業用レーザ市場の52.7%を占める。

出力ビームの特性から、ファイバーレーザーは連続レーザーとパルスレーザーの2つに分けられます。両者の技術的な違いは何か、また、それぞれどのような応用シーンに適しているのか。以下は、一般的な場面でのアプリケーションを簡単に比較したものです。

その名が示すように、連続ファイバー・レーザーによるレーザー出力は連続的であり、出力は一定レベルに維持される。この出力がレーザーの定格出力です。連続ファイバーレーザーの利点は、長期安定動作です。

パルスレーザーのレーザーは「断続的」である。もちろん、この断続的な時間は非常に短いことが多く、通常はミリ秒、マイクロ秒、あるいはナノ秒やピコ秒単位で測定されます。連続レーザーに比べて、パルスレーザーの強度は常に変化するため、「頂上」と「谷」という概念があります。

パルス変調によって、パルスレーザーは素早く放出され、ピーク位置で最大出力に達することができるが、谷が存在するため、平均出力は比較的低い。平均出力が同じであれば、パルスレーザーの出力ピークは連続レーザーよりもはるかに大きくすることができ、連続レーザーよりも大きなエネルギー密度を達成し、金属加工におけるより大きな貫通貫通能力に反映されることが考えられる。同時に、持続的な高熱に耐えられない熱に弱い材料や、一部の高反射率材料にも適している。

両者の出力特性を通して、アプリケーションの違いを分析することができる。

CWファイバーレーザーは一般的に以下の用途に適している：

1.車両や船舶などの大型機器加工、大型鋼板の切断・加工など、熱の影響を受けにくいがコストに敏感な加工場面。

2.手術後の止血など、医療分野での外科的切断や凝固に使用される。

3.光ファイバー通信システムの信号伝送や増幅に広く使用され、安定性が高く、位相ノイズが小さい。

4.分光分析、原子物理学実験、科学研究分野におけるライダーなどの用途に使用され、高出力、高ビーム品質のレーザー出力を提供。

パルスファイバーレーザーは通常、以下の用途に適している：

1.電子チップ、セラミックガラス、医療用生体部品の加工など、強い熱影響に耐えられない材料や脆性材料の精密加工。

2.素材は反射率が高く、反射によりレーザーヘッド本体にダメージを与えやすい。例えば、銅やアルミ素材の加工

3.損傷しやすい基材の外装の表面処理またはクリーニング

4.厚板の切断、金属材料の穴あけなど、短期間の高出力と深い貫入を必要とする加工状況。

5.信号特性としてパルスを使用する必要がある状況。光ファイバー通信や光ファイバーセンサーなど。

6.眼科手術、皮膚治療、組織切断などの生物医学分野で使用され、高いビーム品質と変調性能を持つ。

7.3Dプリンティングでは、より高精度で複雑な構造の金属部品製造が実現できる。

8.高度なレーザー兵器など

パルスファイバーレーザーと連続ファイバーレーザーは、原理や技術特性、用途に違いがあり、それぞれ適した場面が異なります。パルスファイバーレーザーは、材料加工やバイオ医療など、ピークパワーや変調性能を必要とする用途に適しており、連続ファイバーレーザーは、通信や科学研究など、高い安定性と高いビーム品質を必要とする用途に適しています。特定のニーズに基づいて適切なファイバーレーザタイプを選択することは、作業効率とアプリケーションの品質を向上させるのに役立ちます。