ElektroPrůmysl.cz, červen 2016

Elektro Průmysl .cz IDENTIFIKAČNÍ SYSTÉMY A PRŮMYSLOVÉ ZNAČENÍ červen 2016 | 33 laser zcela vhodný pro průmyslové použití a je mechanicky velmi odolný. Odolnost na vibrace je mnohem vyšší, protože nemá mechanický rezonanční obvod tvořený více mechanickými zrcátky. Díky jednoduchosti je zde zabezpečen vysoce spolehlivý a poškození odolný lase- rový systém. Účinnost vláknových laserů se pohybuje okolo 25% v převodu elektrické energie na laser a okolo 50% účinnosti pro optika-optika. Nemá tak velké ztráty, a pro- to je možné jej chladit pouze vzduchem. Také z pohledu kvality laserového paprsku a jeho koherentnosti se dosahuje velmi dobrých výsledků, které umožňují zaostře- ní do velmi malého bodu. Ve všeobecnosti laser s optickými vlákny má nejnižší pro- vozní náklady a nejvyšší kvalitu laserové- ho paprsku. Naopak energie pulsu je nižší v porovnání s pevnolátkovými lasery. Výhody vláknových laserů Už jen při letmém srovnání principů růz- ných laserů vychází pro vláknové lasery řada předností: • u vláknových laserů dochází k ještě vhod- nějšímu a intenzivnějšímu způsobu chla- zení, než mají např. pevnolátkové lasery. U vláknových laserů chlazení vzduchem působí na vlákno po celé jeho i několika- metrové délce. Často jsou ve značícím la- seru vlákna délek 30 m apod., ve kterých se generuje laserový paprsek. • vláknové lasery nepotřebují ani nastavo- vání rezonátorů či speciální optiku, jinak nutnou u pevnolátkových typů laserů při navazování výkonu laseru do výstup- ního přenosového optického vlákna. Vláknový laser vygeneruje laserový pa- prsek přímo v optickém vlákně a pak jej ve stejném vlákně vede až ke skenovací hlavě. Naopak pevnolátkový laser vyge- neruje laserový paprsek v krystalu a ná- sleduje speciální optika na transformaci paprsku do pasivního optického vlákna, které pouze přenáší výkon. • kompaktní provedení vláknového laseru vyžaduje jen nízký příkon - jen 1 % oproti požadovanému příkonu u výbojkami čer- paných pevnolátkových laserů. Pokud je pevnolátkový laser čerpaný / buzený po- lovodičovými diodami, tak je poměr pří- konu a výkonu větší, ale stále je mnohem efektivnější a ekonomičtější vláknový la- ser oproti pevnolátkovému laseru. • vynikající je i kvalita paprsku. Při výkonu 100W je možné dosáhnout fokusace pa- prsku i pod 5 μm, což představuje inten- zitu záření přes 109 W.cm -2 . Se skenovací optikou a výslednou F-Theta čočkou je možné vyrábět velmi silné vláknové značící a gravírovací lasery se spotem na materiál okolo 0,01 mm. • životnost vláknového laseru se odhadu- je a je vyzkoušena okolo 150.000 hodin. Naopak pevnolátkové lasery mají život- nost okolo 10.000 hodin až 20.000 ho- din, pak se musí u pevnolátkových lase- rů vyměnit budící diody a často se zjistí poškození i rezonátoru se zrcadly, což je Obr. 1 Princip vláknového laseru Multimode budící / čerpací laserové diody nízkého výkonu Aktivní vlákno dopované ytterbiem Výstupní laserový paprsek vysokého výkonu Multimódová spojka Braggovské mřížky Výstupní kolimátor