Introducción

Los láseres de fibra, un tema candente en la investigación de la física del láser, son considerados unánimemente como el producto de nueva generación preparado para reemplazar completamente a los láseres de estado sólido. Estos láseres ofrecen numerosas ventajas únicas, como umbrales láser bajos, alta ganancia, parámetros sintonizables versátiles, amplios espectros de absorción y radiación, gran compatibilidad y un factor de forma compacto. Desde el cambio de milenio, ha surgido una rama de los láseres de fibra conocida como láseres de fibra pulsada, que ha logrado avances significativos en el campo del procesamiento industrial. Impulsados por su potencia máxima excepcionalmente alta, rápidamente conquistaron el mercado del marcado láser. Durante las últimas dos décadas, la potencia de los láseres de fibra pulsada ha aumentado de decenas de vatios a cientos de vatios, y sus aplicaciones se han diversificado para abarcar marcado, corte, soldadura, limpieza y más.

A medida que la fabricación de fibra óptica y la tecnología de láser semiconductor maduran, los láseres de fibra pulsada han evolucionado rápidamente. Sin embargo, la demanda de aplicaciones prácticas ahora excede las capacidades de potencia promedio de bajas decenas de vatios. Muchas industrias requieren actualmente potencias medias superiores a los 200W. El desarrollo de Han’s Laser del láser de fibra ajustable de ancho de pulso de alta potencia de 500 W tiene ventajas significativas en industrias como el marcado láser metales, el corte, la limpieza y las baterías de litio, y la demanda del mercado continúa creciendo.

Rompiendo barreras tecnológicas clave

Con el desarrollo acelerado de la nueva industria energética, el procesamiento láser, conocido por sus atributos relativamente respetuosos con el medio ambiente, está reemplazando gradualmente los procesos mecánicos y químicos tradicionales. Al mismo tiempo, se esfuerza constantemente por lograr alta eficiencia, velocidad y bajas emisiones de carbono. Los elementos críticos y los desafíos tecnológicos de la industria del láser de fibra pulsada de alta potencia se encuentran en los dominios de la fibra óptica y la tecnología electrónica-eléctrica. La tecnología de fibra óptica se centra principalmente en la preparación de fibras de ganancia, técnicas de acoplamiento, mecanismos de bombeo y la implementación de tecnología MOPA. La tecnología de amplificador de potencia del oscilador maestro MOPA empleada facilita la frecuencia del láser, el ancho de pulso y la potencia máxima ajustables. Estos atributos se pueden combinar libremente para producir varias formas de onda de salida láser para satisfacer las diferentes necesidades de aplicaciones de los clientes.

A través de una extensa investigación y experimentación repetida, Han’s Laser ha logrado avances significativos, tanto en términos de tecnología como de eficiencia y estabilidad del procesamiento. El láser de fibra ajustable de ancho de pulso de alta potencia de 500 W ha alcanzado un nivel líder en la industria, con múltiples tecnologías críticas logrando avances sustanciales.

Diferentes ángulos del láser de fibra ajustable de 500 W

Innovaciones tecnológicas

Eliminación del fenómeno de oscurecimiento de los fotones, lo que da como resultado una alta eficiencia de conversión de luz a luz.
Optimización de la señal de salida de la fuente de semillas, con un aumento de 4 veces en la precisión de la corriente del controlador de la fuente de semillas y la frecuencia de salida.
Control del ancho de la forma de onda de la corriente de entrada de la fuente semilla, permitiendo variaciones de 20-240 ns y una frecuencia de repetición de hasta 3 MHz.
Aumento de más del 50 % en las velocidades de los flancos ascendente y descendente de la forma de onda de la fuente semilla, lo que resulta en un ancho de pulso de salida más preciso.
Resolución de puntos iniciales débiles y fenómenos de relaves mediante control con tecnología láser, lo que lleva a una mejora en la efectividad del proceso.
Salida de alta potencia con excelente calidad de haz.

El láser produce un total de 7 formas de onda de pulso, con anchos de pulso que varían de 20 a 500 ns (ancho total a la mitad, máximo, 20 a 240 ns) y un rango de frecuencia de repetición de 1 a 3000 kHz, con una potencia máxima en el rango de 7 a 12 kW.

Gráfico forma onda

Superar los desafíos del desarrollo

Han’s Laser ha logrado una autonomía total en el desarrollo de tecnología de acoplamiento de fibra de alta potencia. Esta tecnología acopla eficientemente la luz de bombeo y la luz de señal en la misma fibra óptica. Al ajustar varios indicadores de la tecnología de acoplamiento de acuerdo con los parámetros relevantes de la fibra de ganancia seleccionada, la luz de la bomba se transforma en luz de señal sin problemas.

La tecnología interna de acoplamiento de fibra emplea un proceso de disminución gradual único para optimizar la calidad del rayo láser a través del control interno del proceso. También mejora la eficiencia de la conversión de luz en luz, abordando eficazmente el problema de generación de calor asociado con la alta potencia a través de una tecnología de embalaje racional. El acoplador, un componente de uso frecuente en láseres, está especializado para la amplificación en láseres de fibra. Sintetiza múltiples energías de bombeo y una única energía de señal en una fibra de doble revestimiento, lo que permite que la energía de bombeo y la energía de señal se transmitan conjuntamente en la fibra de salida.

Este láser consta de tres elementos fundamentales: la fuente de bombeo, el medio de ganancia y la cavidad del resonador. Está construido sobre la base de la tecnología MOPA (Master Oscillator Power Amplifier), específicamente la variante del amplificador de fibra. Bajo la influencia de la luz de la bomba, la fibra óptica alcanza fácilmente una alta densidad de potencia, lo que provoca el fenómeno de «inversión poblacional» de los niveles de energía del láser. Al introducir un bucle de retroalimentación positiva y formar una cavidad resonadora, se logra una salida de oscilación láser.

Amplias perspectivas de desarrollo del mercado

El láser de fibra ajustable de ancho de pulso de alta potencia de 500 W emplea refrigeración por agua para la disipación del calor, lo que ofrece capacidades de enfriamiento efectivas. Funciona cómodamente sin exigir altas temperaturas ambientales, lo que garantiza la facilidad de uso.

El marcado de baja potencia ya no es suficiente para satisfacer las nuevas demandas del mercado. Como punto de entrada para superar los obstáculos tecnológicos del pasado, acumula gradualmente clientes y explora mercados de aplicaciones más amplios. Más allá del marcado láser, los mercados de soldadura y limpieza láser anticipan con impaciencia el avance de los láseres de alta potencia. Particularmente en el campo de la limpieza con láser, la creciente conciencia ambiental y el llamado a un desarrollo industrial ecológico y con bajas emisiones de carbono están impulsando una rápida transición de los métodos químicos tradicionales a la limpieza con láser.

Las ventajas del láser fibra ajustable de ancho de pulso de alta potencia de 500 W serán más pronunciadas en aplicaciones de marcado de alta velocidad, con un enfoque específico en el corte de pestañas de baterías de litio y la limpieza de piezas polares de baterías. A medida que los vehículos eléctricos ganan terreno como la corriente principal del futuro, y la batería de litio, un componente central de los vehículos eléctricos, es testigo de un rápido desarrollo, la demanda de una producción más eficiente, rentable y de alto volumen lleva a un número cada vez mayor de fabricantes de automóviles a optar por para láseres pulsados de alta potencia para cortar y limpiar lengüetas y piezas polares de baterías.

Campos de aplicación

Corte de terminales positivos y negativos de baterías de potencia.
Limpieza de terminales positivos y negativos de baterías de potencia.
Corte y taladrado de materiales metálicos.
Eliminación de pintura con láser, eliminación de enchapado, limpieza y eliminación de óxido.
Microsoldadura de materiales metálicos en láminas finas.
Grabado profundo de materiales metálicos.

Conclusión

Basado en el mercado actual y las diversas necesidades de los usuarios, Han’s Laser ha desarrollado con éxito un láser de energía de un solo punto de alta potencia de 500 W y 50 mJ. Además, la empresa está impulsando activamente un proyecto de investigación y desarrollo destinado a lograr una potencia media de hasta 1000 W. En el futuro, Han’s Laser seguirá desarrollándose en direcciones de peso ligero, alta potencia, alta energía e integración. Al mismo tiempo, la empresa maximizará el valor de sus productos a nivel de aplicación, ayudará a los fabricantes de equipos intermedios a desarrollar nuevos procesos y ampliará aún más el alcance de las aplicaciones de los productos para brindar a los clientes soluciones excepcionales.