จะเลือกใช้เลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่องหรือแบบพัลส์อย่างไร?

เลเซอร์ไฟเบอร์มีสัดส่วนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในตลาดเลเซอร์อุตสาหกรรมทุกปี เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพการแปลงแสงไฟฟ้าสูง และผลลัพธ์ที่ดี จากสถิติพบว่าเลเซอร์ไฟเบอร์มีส่วนแบ่งตลาดเลเซอร์อุตสาหกรรมถึง 52.7% ในปี 2020

เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามลักษณะของลำแสงเอาต์พุต:เลเซอร์ต่อเนื่องและเลเซอร์พัลส์ความแตกต่างทางเทคนิคระหว่างทั้งสองคืออะไร และแต่ละแบบเหมาะกับการใช้งานแบบใด ต่อไปนี้คือการเปรียบเทียบการใช้งานในสถานการณ์ทั่วไปอย่างง่าย

ดังที่ชื่อบ่งบอก เลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่องจะส่งกำลังออกมาอย่างต่อเนื่อง และรักษาระดับพลังงานให้คงที่ กำลังนี้คือกำลังไฟฟ้าที่กำหนดของเลเซอร์ข้อดีของเลเซอร์ไฟเบอร์ต่อเนื่องคือการทำงานที่เสถียรในระยะยาว

เลเซอร์ของเลเซอร์พัลส์เป็นแบบ "อินทิมิเต็ด" แน่นอนว่าระยะเวลาอินทิมิเต็ดนี้มักจะสั้นมาก โดยทั่วไปวัดเป็นมิลลิวินาที ไมโครวินาที หรือแม้แต่นาโนวินาทีและพิโควินาที เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์แบบต่อเนื่อง ความเข้มของเลเซอร์พัลส์จะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ดังนั้นจึงมีแนวคิดเรื่อง "ยอด" และ "ร่อง"

ด้วยการปรับพัลส์ เลเซอร์แบบพัลส์จึงสามารถปล่อยออกมาได้อย่างรวดเร็วและไปถึงพลังงานสูงสุดที่ตำแหน่งพีค แต่เนื่องจากมีร่องอยู่ พลังงานเฉลี่ยจึงค่อนข้างต่ำเป็นไปได้ว่าหากกำลังเฉลี่ยเท่ากัน กำลังสูงสุดของเลเซอร์พัลส์อาจสูงกว่าเลเซอร์ต่อเนื่องมาก ทำให้มีความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าเลเซอร์ต่อเนื่อง ซึ่งสะท้อนให้เห็นจากความสามารถในการเจาะทะลุที่สูงกว่าในกระบวนการแปรรูปโลหะ ขณะเดียวกัน ยังเหมาะสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อนที่ไม่สามารถทนต่อความร้อนสูงต่อเนื่องได้ รวมถึงวัสดุที่มีค่าการสะท้อนแสงสูงบางชนิด

จากลักษณะพลังงานเอาต์พุตของทั้งสอง เราสามารถวิเคราะห์ความแตกต่างของการใช้งานได้

เลเซอร์ไฟเบอร์ CW ​​โดยทั่วไปเหมาะสำหรับ:

1. การประมวลผลอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น เครื่องจักรยานยนต์และเรือ การตัดและการแปรรูปแผ่นเหล็กขนาดใหญ่ และโอกาสการประมวลผลอื่นๆ ที่ไม่ไวต่อผลกระทบจากความร้อนแต่ไวต่อต้นทุนมากกว่า

2. ใช้ในการผ่าตัดตัดและแข็งตัวของเลือดในทางการแพทย์ เช่น การห้ามเลือดหลังการผ่าตัด เป็นต้น

3. ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงเพื่อการส่งและขยายสัญญาณ โดยมีเสถียรภาพสูงและสัญญาณรบกวนเฟสต่ำ

4. ใช้ในงานต่างๆ เช่น การวิเคราะห์สเปกตรัม การทดลองฟิสิกส์อะตอม และไลดาร์ในสาขาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยให้เอาต์พุตเลเซอร์กำลังสูงและคุณภาพลำแสงสูง

เลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลส์มักจะเหมาะสำหรับ:

1. การประมวลผลความแม่นยำของวัสดุที่ไม่สามารถทนต่อผลกระทบจากความร้อนที่รุนแรงหรือวัสดุเปราะบาง เช่น การประมวลผลชิปอิเล็กทรอนิกส์ แก้วเซรามิก และชิ้นส่วนทางการแพทย์และชีววิทยา

2. วัสดุนี้มีค่าการสะท้อนแสงสูง และอาจสร้างความเสียหายให้กับหัวเลเซอร์ได้ง่ายเนื่องจากการสะท้อนแสง เช่น การแปรรูปวัสดุทองแดงและอลูมิเนียม

3. การบำบัดพื้นผิวหรือการทำความสะอาดภายนอกของวัสดุที่เสียหายได้ง่าย

4. สถานการณ์การประมวลผลที่ต้องการกำลังสูงและการเจาะลึกในระยะสั้น เช่น การตัดแผ่นหนา การเจาะวัสดุโลหะ เป็นต้น

5. สถานการณ์ที่จำเป็นต้องใช้พัลส์เป็นคุณลักษณะของสัญญาณ เช่น การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง และเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสง เป็นต้น

6. ใช้ในด้านชีวการแพทย์สำหรับการผ่าตัดตา การรักษาผิวหนัง และการตัดเนื้อเยื่อ เป็นต้น ด้วยคุณภาพลำแสงและประสิทธิภาพการมอดูเลตที่สูง

7. ในการพิมพ์ 3 มิติ การผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีความแม่นยำสูงและมีโครงสร้างที่ซับซ้อนสามารถทำได้

8. อาวุธเลเซอร์ขั้นสูง ฯลฯ

เลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลส์และเลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่องมีความแตกต่างกันในแง่ของหลักการ คุณสมบัติทางเทคนิค และการใช้งาน ซึ่งแต่ละแบบก็เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน เลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลส์เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการกำลังสูงสุดและประสิทธิภาพการมอดูเลต เช่น การแปรรูปวัสดุและชีวการแพทย์ ในขณะที่เลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่องเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความเสถียรสูงและคุณภาพลำแสงสูง เช่น การสื่อสารและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การเลือกประเภทเลเซอร์ไฟเบอร์ที่เหมาะสมตามความต้องการเฉพาะจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและคุณภาพการใช้งาน