आज की तेजी से बदलती लेजर तकनीक, ठोस-राज्य लेजर और फाइबर लेज़रों में दो मुख्यधारा के लेजर उत्पादों के रूप में, प्रत्येक औद्योगिक उत्पादन, वैज्ञानिक अनुसंधान, सैन्य अनुप्रयोगों और अन्य क्षेत्रों में अद्वितीय आकर्षण और लाभ दिखाने के लिए।
सबसे पहले, तकनीकी सिद्धांत और प्रदर्शन अंतर
① लाभ मध्यम
फाइबर लेजर (फाइबर लेजर) का उपयोग एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व डोपेड ग्लास फाइबर लाभ माध्यम के रूप में किया जाता है। पंप प्रकाश की कार्रवाई के तहत, फाइबर में उच्च शक्ति घनत्व का गठन किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप लेजर ऊर्जा स्तर में कणों की संख्या का उलटा होता है, और गुंजयमान गुहा के सकारात्मक प्रतिक्रिया लूप के माध्यम से लेजर दोलनों को उत्पन्न करता है। फाइबर लेजर कॉम्पैक्ट होते हैं, जटिल शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता नहीं होती है, और फाइबर का लचीलापन बहु-आयामी स्थानिक प्रसंस्करण अनुप्रयोगों में इसे अधिक लाभप्रद बनाता है।
एक फाइबर लेजर के दिल में ऑप्टिकल फाइबर है, एक लचीला, बाल-पतला ग्लास या प्लास्टिक फिलामेंट है जो न्यूनतम नुकसान के साथ लंबी दूरी पर प्रकाश को निर्देशित करने की अपनी क्षमता के लिए जाना जाता है। यह फाइबर लेजर के लिए सक्रिय लाभ माध्यम के रूप में कार्य करता है और इसके संचालन के लिए केंद्रीय है। हालांकि, दूरसंचार में उपयोग किए जाने वाले अनडोप्ड ग्लास या प्लास्टिक फाइबर के विपरीत, फाइबर लेज़रों में फाइबर को दुर्लभ पृथ्वी तत्वों जैसे कि एर्बियम या यटरबियम के साथ डोप किया जाता है। यह डोपिंग लेजर को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा राज्यों का परिचय देता है, जिससे फाइबर को न केवल प्रत्यक्ष प्रकाश की अनुमति मिलती है, बल्कि इसे बढ़ाया जाता है।
सॉलिड-स्टेट लेजर (एसएसएल) उनके अद्वितीय लाभ माध्यम, एक ठोस सामग्री पर केंद्रित होते हैं, और आमतौर पर चार प्रमुख घटकों से मिलकर होते हैं: लाभ माध्यम, शीतलन प्रणाली, ऑप्टिकल गुंजयमान गुहा और पंप स्रोत। लाभ का माध्यम, जैसे कि रूबी (Cr: Al₂o₃) या Neodymium-doped yttrium-aluminum garnet (nd: yag), ठोस-राज्य लेजर की आत्मा है, और इसके अंदर डोप किए गए सक्रियण आयन (जैसे, nd⁺⁺) का उपयोग पंपिंग लाइट में कणों की संख्या को प्रभावित करने के लिए किया जाता है। कूलिंग सिस्टम लेजर पीढ़ी के कारण लाभ माध्यम के अंदर जमा गर्मी को हटाने और लेजर के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए जिम्मेदार है। ऑप्टिकल रेज़ोनेटर कैविटी एक अत्यधिक मोनोक्रोमैटिक और अत्यधिक दिशात्मक लेजर बीम को आउटपुट करने के लिए फोटॉन की सकारात्मक प्रतिक्रिया के माध्यम से एक निरंतर दोलन बनाता है।
②performance और दक्षता
फाइबर लेज़रों को उनकी उत्कृष्ट विद्युत दक्षता के लिए जाना जाता है, फाइबर ऑप्टिक केबलों की प्रकृति के लिए धन्यवाद जो न्यूनतम नुकसान के साथ प्रकाश का संचालन करते हैं। यह सुविधा फाइबर लेज़रों को अविश्वसनीय रूप से ऊर्जा कुशल होने की अनुमति देती है, अक्सर 30%से अधिक की क्षमता प्राप्त करती है।
सॉलिड-स्टेट लेजर आमतौर पर कम कुशल होते हैं, जिन्हें उनके बल्कियर गेन मीडिया के उच्च नुकसान और पंपिंग के लिए उच्च-तीव्रता वाले लैंप की आवश्यकता के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।
बीम गुणवत्ता: सीधे सटीक अनुप्रयोगों में लेजर की प्रभावशीलता को प्रभावित करता है।
फाइबर लेज़रों का एकल मोड ऑपरेशन अविश्वसनीय रूप से उच्च बीम गुणवत्ता प्रदान करता है, जो तंग फोकस और न्यूनतम विचलन की विशेषता है।
सॉलिड-स्टेट लेज़रों, जबकि उच्च गुणवत्ता वाले बीम वितरित करने में सक्षम हैं, अक्सर फाइबर लेज़रों की बीम गुणवत्ता से मेल खाने के लिए संघर्ष करते हैं, विशेष रूप से उच्च शक्ति के स्तर पर।
उनकी कम दक्षता और बीम की गुणवत्ता के बावजूद, ठोस-राज्य लेजर उनके फायदे के बिना नहीं हैं। उनके पास मजबूत पावर स्केलिंग क्षमताएं हैं जो उन्हें उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से अनुकूल बनाते हैं। सॉलिड-स्टेट लेज़रों को लाभ माध्यम और पंप पावर के आकार को बढ़ाकर अविश्वसनीय रूप से उच्च शक्ति के स्तर का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जो फाइबर आकार और गर्मी विघटन सीमाओं के कारण फाइबर लेज़रों के लिए इतना सरल नहीं है।
④ स्थिरता
फाइबर लेजर अत्यधिक स्थिर होते हैं। इसकी फाइबर संरचना पर्यावरण (जैसे, तापमान, आर्द्रता, कंपन, आदि) में परिवर्तन के लिए असंवेदनशील है, और कठोर वातावरण में एक स्थिर कामकाजी स्थिति बनाए रखने में सक्षम है। इसी समय, फाइबर लेज़रों को पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए अधिक टिकाऊ और अनुकूल माना जाता है क्योंकि उनके पास एक ठोस-राज्य संरचना होती है और इसमें फ्री-स्पेस ऑप्टिकल घटक नहीं होते हैं।
ठोस-राज्य लेजर अपेक्षाकृत अस्थिर हैं, और पर्यावरणीय कारकों में परिवर्तन उनके प्रदर्शन पर अधिक प्रभाव डाल सकते हैं।
⑤HEAT अपव्यय प्रदर्शन
फाइबर लेज़रों में उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय प्रदर्शन होता है। इसका लाभ माध्यम ऑप्टिकल फाइबर है, जिसमें वॉल्यूम अनुपात के लिए एक बड़ा सतह क्षेत्र है, और गर्मी को जल्दी से उत्सर्जित किया जा सकता है, इसलिए यह लंबे समय तक काम कर सकता है और उच्च शक्ति उत्पादन का सामना कर सकता है।
ठोस-राज्य लेजर गर्मी को फैलाने के लिए अपेक्षाकृत कठिन होते हैं और उच्च शक्ति संचालन के दौरान थर्मल प्रभाव समस्याओं से ग्रस्त होते हैं, जिससे लेजर के प्रदर्शन और जीवन को प्रभावित किया जाता है।
⑥ Ssize और रखरखाव की लागत
फाइबर लेजर बहुत कॉम्पैक्ट होते हैं और उन्हें थोड़ा रखरखाव की आवश्यकता होती है। फाइबर का छोटा आकार और बाहरी दर्पणों की अनुपस्थिति ठोस-राज्य लेज़रों से जुड़ी संरेखण समस्याओं को बहुत कम करती है। इसके अलावा, गर्मी को फैलाने के लिए फाइबर की उत्कृष्ट क्षमता अक्सर सक्रिय शीतलन की आवश्यकता को समाप्त करती है, जिससे रखरखाव की आवश्यकताओं को कम किया जाता है। इसके अलावा, फाइबर लेजर आमतौर पर संचालित करने के लिए सुरक्षित होते हैं क्योंकि लेजर फाइबर के भीतर सीमित होता है, जिससे आकस्मिक जोखिम के जोखिम को कम किया जाता है।
ठोस-राज्य लेजर में दर्पणों का संरेखण उनके संचालन के लिए महत्वपूर्ण है और आवधिक जाँच और समायोजन की आवश्यकता होती है, जो रखरखाव के प्रयासों को बढ़ाता है। इसके अलावा, ठोस-राज्य लेज़रों को आम तौर पर लाभ माध्यम में उत्पन्न गर्मी का प्रबंधन करने के लिए सक्रिय शीतलन की आवश्यकता होती है, जो न केवल सिस्टम की जटिलता को जोड़ता है, बल्कि रखरखाव की आवश्यकताओं को भी बढ़ाता है। सॉलिड-स्टेट लेजर फाइबर लेज़रों की तुलना में बड़ा होता है। बड़े लाभ मध्यवर्ती और बाहरी दर्पण की आवश्यकता उनके आकार और वजन को बढ़ाती है, अंतरिक्ष-विवश अनुप्रयोगों के लिए उनकी उपयुक्तता को सीमित करती है।
दूसरे, आवेदन क्षेत्र
फाइबर लेज़र्स औद्योगिक कटिंग और वेल्डिंग के क्षेत्र में अपनी उच्च शक्ति, उच्च बीम गुणवत्ता, अच्छी गर्मी अपव्यय और स्थिरता के साथ चमकते हैं। फाइबर लेजर विशेष रूप से धातु सामग्री की मोटी प्लेटों को काटने और वेल्डिंग के लिए उपयुक्त हैं, और उनके उच्च इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता और समायोजन-मुक्त, रखरखाव-मुक्त डिजाइन उपयोग और रखरखाव की कठिनाइयों की लागत को बहुत कम करते हैं। इसी समय, फाइबर लेजर की कठोर कार्य वातावरण के लिए उच्च सहिष्णुता, जैसे कि धूल, कंपन, आर्द्रता, आदि, यह सभी प्रकार के औद्योगिक स्थलों में भी अच्छा प्रदर्शन करती है। मैक्रो-प्रोसेसिंग के क्षेत्र में निरंतर लेज़रों में उच्च स्तर की पैठ होती है, जहां उन्होंने धीरे-धीरे पारंपरिक प्रसंस्करण विधियों को बदल दिया है।
सॉलिड स्टेट लेजर अल्ट्रा-सटीकता और अल्ट्रा-माइक्रो प्रसंस्करण के क्षेत्र में उनकी उच्च शिखर शक्ति, बड़ी पल्स ऊर्जा और लघु तरंग दैर्ध्य लेजर आउटपुट (जैसे ग्रीन, यूवी) के साथ अद्वितीय हैं। धातु/गैर-धातु सामग्री के अंकन, कटिंग, ड्रिलिंग और वेल्डिंग जैसी प्रक्रियाओं में, ठोस राज्य लेजर उच्च प्रसंस्करण सटीकता और व्यापक सामग्री प्रयोज्यता प्राप्त करने में सक्षम हैं। विशेष रूप से गैर-धातु सामग्री और हल्के-इलाज 3 डी प्रिंटिंग के उच्च-सटीक वेल्डिंग में, ठोस-राज्य लेजर छोटे थर्मल प्रभाव और उच्च प्रसंस्करण सटीकता के साथ उनके लघु-तरंग दैर्ध्य लेजर के गुण द्वारा पसंद के उपकरण बन गए हैं। ठोस राज्य लेज़रों का उपयोग मुख्य रूप से गैर-धातु सामग्री और पतली, भंगुर और अन्य धातु सामग्री के सटीक micromachining के क्षेत्र में किया जाता है, जो उनके लघु तरंग दैर्ध्य (पराबैंगनी, गहरी पराबैंगनी), लघु नाड़ी चौड़ाई (पिकोसेकंड, फेमटोसेकंड) और उच्च शिखर शक्ति के आधार पर होते हैं। इसके अलावा, ठोस-राज्य लेज़रों का व्यापक रूप से पर्यावरण, चिकित्सा और सैन्य क्षेत्रों में अत्याधुनिक वैज्ञानिक अनुसंधान में उपयोग किया जाता है।
तीसरा, बाजार हिस्सेदारी
चीन कम-अंत विनिर्माण से उच्च-अंत विनिर्माण में विनिर्माण उद्योग के परिवर्तन और उन्नयन की प्रक्रिया में है, कम-अंत विनिर्माण का अनुपात अधिक है, और मैक्रो-प्रोसेसिंग बाजार में निम्न-अंत विनिर्माण और उच्च अंत विनिर्माण दोनों को शामिल किया गया है, और बाजार की मांग बड़ी है, इसलिए, फाइबर लेसर की बाजार क्षमता बड़ी है।
घरेलू मध्यम और कम पावर फाइबर लेजर स्थानीयकरण की डिग्री उच्च, घरेलू पैमाने पर उत्पादन निर्माता है। "चाइना लेजर उद्योग विकास रिपोर्ट" के अनुसार पता चलता है कि कम-शक्ति वाले फाइबर लेजर ने घरेलू प्रतिस्थापन को पूरी तरह से महसूस किया है; मध्यम-शक्ति निरंतर फाइबर लेजर, घरेलू गुणवत्ता और इसका कोई स्पष्ट नुकसान नहीं है, मूल्य लाभ स्पष्ट है, बाजार हिस्सेदारी बराबर है; उच्च-शक्ति निरंतर फाइबर लेजर, घरेलू ब्रांडों ने कुछ बिक्री हासिल की है।
ठोस-राज्य लेज़रों के लिए, घरेलू के देर से विकास के कारण, मुख्य व्यवसाय के रूप में इस उत्पाद के साथ कोई सूचीबद्ध कंपनियां नहीं हैं, आम तौर पर विदेशी ब्रांड खरीदते हैं।
फाइबर लेज़रों का उपयोग मुख्य रूप से उनकी उच्च आउटपुट पावर (लेजर मैक्रो-प्रोसेसिंग के आधार पर मैक्रो-प्रोसेसिंग के क्षेत्र में किया जाता है, आमतौर पर आयामों और आकृतियों के प्रसंस्करण को संदर्भित करता है जहां लेजर बीम मिलीमीटर की सीमा में प्रसंस्करण ऑब्जेक्ट को प्रभावित करता है); सॉलिड-स्टेट लेज़रों का व्यापक रूप से माइक्रोप्रोसेसिंग के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है (माइक्रोप्रोसेसिंग आम तौर पर आयामों और आकृतियों के प्रसंस्करण को संदर्भित करता है जहां सटीकता माइक्रोमीटर या यहां तक कि नैनोमीटर के स्तर तक पहुंचती है) उनके लघु तरंग दैर्ध्य, संकीर्ण नाड़ी चौड़ाई, उच्च शिखर शक्ति, और अन्य लाभों के उपयोगकर्ता के लिए ठोस-राज्य लाजर्स और फाइबर के उपयोगकर्ता के लिए।
सामान्यतया, ठोस लेजर और फाइबर लेज़रों के अपने आवेदन क्षेत्र हैं। दोनों में अधिकांश क्षेत्रों में प्रत्यक्ष प्रतिस्पर्धा नहीं होती है, धातु सामग्री प्रसंस्करण के क्षेत्र में माइक्रोकेनिंग ओवरलैप के क्षेत्र में, धातु में मामले की एक निश्चित मोटाई के कारण लागत कारणों के कारण क्षेत्र आम तौर पर पारंपरिक तरीके या फाइबर लेज़रों का उपयोग करता है, केवल पतले या दृश्य की आवश्यकताओं के प्रसंस्करण के लिए ठोस-राज्य एलएज़र्स के उपयोग के प्रति संवेदनशील नहीं होता है। इसके अलावा, दो ओवरलैप के बीच प्रतिस्पर्धा की डिग्री कम है, ठोस-राज्य लेज़रों का उपयोग मुख्य रूप से गैर-मेटैलिक सामग्री (ग्लास, सेरामिक्स, प्लास्टिक, पॉलिमर, पैकेजिंग, अन्य भंगुर सामग्री, आदि) के प्रसंस्करण में किया जाता है, और धातु सामग्री के क्षेत्र में उन परिदृश्यों में उपयोग किया जाता है जिनके लिए उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है और लागत में अपरिहार्य रूप से अपरिवर्तनीय होते हैं।
