Introdurrelaser a impulsi in fibra
I laser a impulsi di fibra sonodispositivi laserche utilizzano fibre drogate con ioni di terre rare (come itterbio, erbio, tulio, ecc.) come mezzo di guadagno. Sono costituite da un mezzo di guadagno, una cavità risonante ottica e una sorgente di pompaggio. La loro tecnologia di generazione di impulsi comprende principalmente la tecnologia Q-switching (livello di nanosecondi), il blocco di modo attivo (livello di picosecondi), il blocco di modo passivo (livello di femtosecondi) e la tecnologia di amplificazione della potenza di oscillazione principale (MOPA).
Le applicazioni industriali comprendono il taglio dei metalli, la saldatura, la pulizia laser e il taglio delle linguette delle batterie al litio nel settore delle nuove energie, con una potenza di uscita multimodale che raggiunge le diecimila watt. Nel campo del lidar, i laser pulsati a 1550 nm, grazie all'elevata energia degli impulsi e alla sicurezza per gli occhi, trovano applicazione nei sistemi radar di misurazione della distanza e nei sistemi radar montati su veicoli.
Le principali tipologie di prodotto includono il tipo Q-switched, il tipo MOPA e la fibra ad alta potenza.laser pulsatiCategoria:
1. Laser a fibra a commutazione Q: Il principio della commutazione Q consiste nell'aggiungere un dispositivo con perdite regolabili all'interno del laser. Nella maggior parte dei periodi di tempo, il laser presenta perdite elevate e un'emissione luminosa pressoché nulla. In un intervallo di tempo estremamente breve, la riduzione delle perdite del dispositivo consente al laser di emettere un impulso breve e molto intenso. I laser a fibra a commutazione Q possono essere realizzati in modo attivo o passivo. La tecnologia attiva prevede in genere l'aggiunta di un modulatore di intensità all'interno della cavità per controllare le perdite del laser. Le tecniche passive utilizzano assorbitori saturi o altri effetti non lineari come la diffusione Raman stimolata e la diffusione Brillouin stimolata per formare meccanismi di modulazione Q. Gli impulsi generalmente generati con i metodi di commutazione Q sono dell'ordine dei nanosecondi. Se si desidera generare impulsi più brevi, ciò può essere ottenuto tramite il metodo del blocco di modo.
2. Laser a fibra a blocco di modo: può generare impulsi ultracorti tramite metodi di blocco di modo attivo o passivo. A causa del tempo di risposta del modulatore, la larghezza dell'impulso generato dal blocco di modo attivo è generalmente a livello di picosecondi. Il blocco di modo passivo utilizza dispositivi di blocco di modo passivo, che hanno un tempo di risposta molto breve e possono generare impulsi su scala di femtosecondi.
Ecco una breve introduzione al principio del bloccaggio dello stampo.
In una cavità risonante laser esistono innumerevoli modi longitudinali. Per una cavità ad anello, l'intervallo di frequenza dei modi longitudinali è pari a /CCL, dove C è la velocità della luce e CL è la lunghezza del percorso ottico della luce di segnale che compie un giro completo all'interno della cavità. In generale, la larghezza di banda di guadagno dei laser a fibra è relativamente ampia e un gran numero di modi longitudinali opera simultaneamente. Il numero totale di modi che il laser può supportare dipende dall'intervallo dei modi longitudinali ∆ν e dalla larghezza di banda di guadagno del mezzo di guadagno. Minore è l'intervallo dei modi longitudinali, maggiore è la larghezza di banda di guadagno del mezzo e maggiore è il numero di modi longitudinali che possono essere supportati. Viceversa, minore è l'intervallo dei modi longitudinali.
3. Laser quasi continuo (laser QCW): è una modalità di funzionamento speciale intermedia tra i laser a onda continua (CW) e i laser pulsati. Consente di ottenere un'elevata potenza istantanea tramite impulsi lunghi periodici (ciclo di lavoro tipicamente ≤1%) mantenendo al contempo una potenza media relativamente bassa. Combina la stabilità dei laser continui con il vantaggio della potenza di picco dei laser pulsati.
Principio tecnico: i laser QCW caricano moduli di modulazione nel continuolaserCircuito per suddividere i laser continui in sequenze di impulsi ad alto duty cycle, consentendo una commutazione flessibile tra modalità continua e pulsata. La sua caratteristica principale è il meccanismo "raffreddamento a breve termine e a lungo termine". Il raffreddamento nell'intervallo tra gli impulsi riduce l'accumulo di calore e diminuisce il rischio di deformazione termica del materiale.
Vantaggi e caratteristiche: Integrazione a doppia modalità: combina la potenza di picco della modalità a impulsi (fino a 10 volte la potenza media della modalità continua) con l'elevata efficienza e stabilità della modalità continua.
Basso consumo energetico: elevata efficienza di conversione elettro-ottica e bassi costi di utilizzo a lungo termine.
Qualità del fascio: l'elevata qualità del fascio dei laser a fibra consente una microlavorazione di precisione.
Data di pubblicazione: 10 novembre 2025