وحدة كسب الليزر المضغوطة الجانبية: المحرك الأساسي لتكنولوجيا الليزر عالية الطاقة

من خلال التقدم السريع لتكنولوجيا الليزر ، ظهرت وحدة كسب الليزر المضطربة الجانبية كمكون رئيسي في أنظمة الليزر عالية الطاقة ، ودفع الابتكار عبر التصنيع الصناعي ، والمعدات الطبية ، والبحث العلمي. هذه المقالة تتحول إلى مبادئها الفنية ، ومزاياها الرئيسية ، وسيناريوهات التطبيق لتسليط الضوء على قيمتها وإمكاناتها.

1. ما هي وحدة كسب الليزر التي تم ضخها جانبيًا؟

وحدة كسب الليزر المضغوطة الجانبية هي جهاز يحول الطاقة الليزرية شبه الموصل بكفاءة إلى إخراج الليزر عالي الطاقة من خلال تكوين ضرب جانبي. تتضمن مكوناتها الأساسية وسيلة ربح (مثل ND: YAG أو ND: YVO₄البلورات) ، ومصدر مضخة أشباه الموصلات ، وهيكل إدارة حراري ، وتجويف المرنان البصري. على عكس التقنيات التقليدية المضغوطة أو المباشرة التي تم ضخها كهربائيًا ، فإن الضباط الجانبي يثير الوسيلة الكسب بشكل أكثر موحدة من اتجاهات متعددة ، مما يعزز بشكل كبير من طاقة الخرج والاستقرار بالليزر.

الثاني. المزايا الفنية: لماذا تختار وحدة كسب مضيبة جانبية؟

1. إخراج الطاقة العالي وجودة شعاع ممتازة

يضخ بنية المضخة الجانبية الطاقة بالتساوي من صفائف ليزر أشباه الموصلات المتعددة في البلورة ، مما يخفف من تأثير العدسة الحرارية التي شوهدت في ضرب النهاية. هذا يسمح بإخراج الطاقة على مستوى كيلووات مع الحفاظ على جودة شعاع متفوقة (م² العامل <20) ، مما يجعلها مثالية لتطبيقات القطع واللحام الدقيقة.

2. الإدارة الحرارية الاستثنائية

تدمج الوحدة نظام تبريد microchannel فعال ، وتبديد الحرارة بسرعة من وسط الكسب. هذا يضمن التشغيل المستقر في ظل ظروف رفيعة المستوى مستمر ، ويمدد الليزر'العمر لعشرات الآلاف من الساعات.

3. تصميم قابل للتطوير ومرن

تدعم الوحدة التراص متعدد الوحدات أو التكوينات المتوازية ، مما يحقق بسهولة ترقيات الطاقة من مئات واط إلى عشرات الكيلووات. كما أنه متوافق مع الموجة المستمرة (CW) ، والموجة شبه المستمرة (QCW) ، والأوضاع النبضية ، والتكيف مع احتياجات التطبيق المتنوعة.

4. فعالية التكلفة

بالمقارنة مع أشعة الليزر الألياف أو ليزر القرص ، توفر وحدات الكسب المضطربة الجانبية تكاليف تصنيع منخفضة وصيانة مبسطة ، مما يجعلها الحل العالي الأداء وفعالية التكلفة المفضلة لتطبيقات الليزر الصناعية.

ثالثا. سيناريوهات التطبيق الرئيسية

1. التصنيع الصناعي

- معالجة المعادن: تستخدم في صناعات السيارات والفضاء لقطع الألواح السميكة ولحام تغلغل عميق.

- قطاع الطاقة الجديد: مثالي لحام بطارية الليثيوم واللحام والسيليكون الكهروضوئية الويفر.

- التصنيع المضافة: تم تطبيقه في الكسوة بالليزر عالية الطاقة والطباعة ثلاثية الأبعاد.

2. المعدات الطبية والجمالية

- جراحة الليزر: تستخدم في أمراض المسالك البولية (lithotripsy) وطب العيون.

- العلاجات الجمالية: تستخدم في إزالة الصباغ وإصلاح الندبة باستخدام الليزر النبضي.

3. البحث العلمي والدفاع

- أبحاث البصريات غير الخطية: وظائف كمصدر للمضخة لمذبذبات حدودي ضوئية (OPOS).

- رادار الليزر (LIDAR): يوفر مصدرًا للضوء النبضي عالي الطاقة للكشف عن الغلاف الجوي وتصوير الاستشعار عن بُعد.

رابعا. اتجاهات التكنولوجيا المستقبلية

1. التكامل الذكي: الجمع بين خوارزميات الذكاء الاصطناعى لمراقبة الوقت الفعلي لدرجة حرارة المضخة وقوة الخرج ، مما يتيح ضبط التكييف.

2. التوسع في الليزر فائق السرعة: تطوير وحدات الليزر النابضة في بيكوسكوند/فيمتوثانية من خلال تقنية قفل الوضع لتلبية متطلبات الدقيقة الدقيقة.

3. التصميم الأخضر والفعال في الطاقة: تحسين كفاءة التحويل الكهربائية الضوئية (التي تتجاوز حاليًا 40 ٪) لتقليل استهلاك الطاقة ومسمة الكربون.

خامسا. الاستنتاج

بفضل موثوقيتها العالية ، والهندسة المعمارية القابلة للتطوير ، ومزايا التكلفة ، تقوم وحدة كسب الليزر المضغوطة الجانبية بإعادة تشكيل المشهد لتطبيقات الليزر عالية الطاقة. سواء أكان الأمر الذي يدفع الصناعة 4.0 في التصنيع الذكي أو التقدم في الأبحاث العلمية المتطورة ، فإن هذه التكنولوجيا تثبت أنها لا غنى عنها في دفع حدود تكنولوجيا الليزر.