EinführenFasergepulste Laser
Fasergepulste Laser sindLasergeräteDiese Systeme nutzen mit Seltenerdionen (wie Ytterbium, Erbium, Thulium usw.) dotierte Fasern als Verstärkungsmedium. Sie bestehen aus einem Verstärkungsmedium, einem optischen Resonator und einer Pumpquelle. Die Pulserzeugungstechnologie umfasst hauptsächlich Q-Switching (Nanosekundenbereich), aktive Modenkopplung (Pikosekundenbereich), passive Modenkopplung (Femtosekundenbereich) und MOPA-Technologie (Main Oscillation Power Amplification).
Industrielle Anwendungen umfassen Metallschneiden, Schweißen, Laserreinigung und das Schneiden von Lithiumbatterien (TAB) im Bereich der neuen Energien, wobei die Ausgangsleistung im Multimode-Betrieb bis zu zehntausend Watt erreicht. Im Bereich Lidar werden gepulste 1550-nm-Laser mit ihrer hohen Pulsenergie und Augensicherheit in Entfernungsmess- und fahrzeugmontierten Radarsystemen eingesetzt.
Zu den wichtigsten Produkttypen gehören Q-geschaltete, MOPA- und Hochleistungsfaser-Systeme.gepulste LaserKategorie:
1. Q-geschalteter Faserlaser: Das Prinzip der Q-Schaltung besteht darin, ein verlustregulierbares Element in den Laser einzubauen. Normalerweise weist der Laser hohe Verluste und eine sehr geringe Lichtausbeute auf. Durch die Reduzierung der Verluste innerhalb kürzester Zeit kann der Laser einen sehr intensiven, kurzen Puls erzeugen. Q-geschaltete Faserlaser lassen sich aktiv oder passiv realisieren. Die aktive Technologie beinhaltet typischerweise den Einsatz eines Intensitätsmodulators im Resonator zur Steuerung der Laserverluste. Passive Verfahren nutzen gesättigte Absorber oder andere nichtlineare Effekte wie stimulierte Raman-Streuung und stimulierte Brillouin-Streuung zur Erzeugung von Q-Modulationsmechanismen. Die mit Q-Schaltverfahren erzeugten Pulse liegen üblicherweise im Nanosekundenbereich. Kürzere Pulse können durch Modenkopplung erzeugt werden.
2. Modengekoppelter Faserlaser: Er kann ultrakurze Pulse durch aktive oder passive Modenkopplung erzeugen. Aufgrund der Ansprechzeit des Modulators liegt die Pulsbreite bei aktiver Modenkopplung typischerweise im Pikosekundenbereich. Passive Modenkopplung nutzt passive Modenkopplungsbauelemente, die eine sehr kurze Ansprechzeit aufweisen und Pulse im Femtosekundenbereich erzeugen können.
Hier eine kurze Einführung in das Prinzip der Formverriegelung.
In einem Laserresonator existieren unzählige longitudinale Moden. Bei einem ringförmigen Resonator entspricht das Frequenzintervall der longitudinalen Moden dem Wert /CCL, wobei C die Lichtgeschwindigkeit und CL die optische Weglänge des Signallichts bei einem Umlauf im Resonator ist. Faserlaser weisen im Allgemeinen eine relativ große Verstärkungsbandbreite auf, sodass viele longitudinale Moden gleichzeitig aktiv sind. Die Gesamtzahl der vom Laser unterstützten Moden hängt vom longitudinalen Modenintervall ∆ν und der Verstärkungsbandbreite des Verstärkungsmediums ab. Je kleiner das longitudinale Modenintervall, desto größer die Verstärkungsbandbreite des Mediums und desto mehr longitudinale Moden können unterstützt werden. Umgekehrt gilt: Je kleiner das longitudinale Modenintervall, desto größer die Verstärkungsbandbreite des Mediums und desto weniger.
3. Quasi-kontinuierlicher Laser (QCW-Laser): Er stellt einen speziellen Betriebsmodus zwischen Dauerstrichlasern (CW) und Pulslasern dar. Durch periodische, lange Pulse (Tastverhältnis typischerweise ≤ 1 %) erzielt er eine hohe momentane Ausgangsleistung bei gleichzeitig relativ niedriger mittlerer Leistung. Er vereint die Stabilität von Dauerstrichlasern mit der hohen Spitzenleistung von Pulslasern.
Technisches Prinzip: QCW-Laser laden Modulationsmodule im kontinuierlichenLaserEine Schaltung zur Umwandlung von Dauerstrichlasern in Pulssequenzen mit hohem Tastverhältnis ermöglicht ein flexibles Umschalten zwischen Dauerstrich- und Pulsbetrieb. Ihr Kernmerkmal ist der Mechanismus der „kurzen Impulse mit anschließender Langzeitkühlung“. Die Kühlung im Pulsspalt reduziert die Wärmestauung und verringert das Risiko thermischer Materialverformung.
Vorteile und Merkmale: Integration zweier Betriebsmodi: Es kombiniert die Spitzenleistung des Pulsbetriebs (bis zu 10-mal die durchschnittliche Leistung des Dauerbetriebs) mit der hohen Effizienz und Stabilität des Dauerbetriebs.
Geringer Energieverbrauch: Hoher elektrooptischer Wirkungsgrad und niedrige langfristige Nutzungskosten.
Strahlqualität: Die hohe Strahlqualität von Faserlasern unterstützt die präzise Mikrobearbeitung.
Veröffentlichungsdatum: 10. November 2025