ఫైబర్ లేజర్స్ వర్సెస్ సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్స్

నేటి లేజర్ టెక్నాలజీ, సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్స్ మరియు ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధి యుగంలో, రెండు ప్రధాన ప్రధాన స్రవంతి లేజర్ ఉత్పత్తులుగా, ప్రతి ఒక్కటి పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి, శాస్త్రీయ పరిశోధన మరియు సైనిక అనువర్తనాలు వంటి అనేక రంగాలలో వారి ప్రత్యేకమైన మనోజ్ఞతను మరియు ప్రయోజనాలను ప్రదర్శించాయి.

1. సాంకేతిక సూత్రాలు మరియు పనితీరు వ్యత్యాసాలు

1.1 లాభం మాధ్యమం

ఫైబర్ లేజర్‌లు అరుదైన భూమి-డోప్డ్ గ్లాస్ ఫైబర్‌లను లాభం మీడియాగా ఉపయోగిస్తాయి. పంప్ లైట్ యొక్క చర్యలో, ఫైబర్‌లో అధిక శక్తి సాంద్రత ఏర్పడుతుంది, దీని ఫలితంగా ప్రతిధ్వనించే కుహరం యొక్క సానుకూల స్పందన లూప్ ద్వారా లేజర్ శక్తి స్థాయి మరియు లేజర్ డోలనం జనాభా విలోమం అవుతుంది. ఫైబర్ లేజర్‌లు కాంపాక్ట్ మరియు సంక్లిష్టమైన శీతలీకరణ వ్యవస్థ అవసరం లేదు, మరియు ఫైబర్ యొక్క వశ్యత బహుళ-డైమెన్షనల్ స్పేస్ ప్రాసెసింగ్ అనువర్తనాలలో వాటిని మరింత ప్రయోజనకరంగా చేస్తుంది. ఫైబర్ లేజర్ యొక్క కోర్ ఒక ఆప్టికల్ ఫైబర్, సౌకర్యవంతమైన, జుట్టు-సన్నని గాజు లేదా ప్లాస్టిక్ ఫిలమెంట్, తక్కువ నష్టంతో ఎక్కువ దూరం కాంతికి మార్గనిర్దేశం చేసే సామర్థ్యం కోసం ప్రసిద్ది చెందింది. ఫైబర్ లేజర్ యొక్క క్రియాశీల లాభ మాధ్యమంగా పనిచేస్తుంది మరియు ఇది లేజర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క ప్రధాన అంశం. అయినప్పటికీ, టెలికమ్యూనికేషన్లలో ఉపయోగించే అన్‌డొప్డ్ గ్లాస్ లేదా ప్లాస్టిక్ ఫైబర్స్ మాదిరిగా కాకుండా, ఫైబర్ లేజర్‌లోని ఆప్టికల్ ఫైబర్ ఎర్బియం లేదా య్టర్‌బియం వంటి అరుదైన భూమి మూలకాలతో డోప్ చేయబడుతుంది. ఈ డోపింగ్ లేజర్ ఆపరేషన్‌కు అవసరమైన శక్తి స్థితిని పరిచయం చేస్తుంది, ఫైబర్ కాంతికి మార్గనిర్దేశం చేయడమే కాకుండా దానిని విస్తరించడానికి అనుమతిస్తుంది. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ (SSL) దాని ప్రత్యేకమైన లాభం మాధ్యమం, ఘన పదార్థంపై కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది మరియు ఇది సాధారణంగా నాలుగు భాగాలతో కూడి ఉంటుంది: మీడియం, శీతలీకరణ వ్యవస్థ, ఆప్టికల్ రెసొనంట్ కుహరం మరియు పంప్ సోర్స్. రూబీ (Cr: Al₂o₃) లేదా నియోడైమియం-డోప్డ్ య్ట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ (ND: YAG) వంటి లాభం మాధ్యమం, ఘన-స్థితి లేజర్ యొక్క ఆత్మ. సక్రియం చేయబడిన అయాన్లు (nd³⁺ వంటివి) దాని లోపల డోప్డ్ పంప్ లైట్ చర్య కింద జనాభా విలోమాన్ని సాధిస్తాయి, తద్వారా లేజర్ కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. లేజర్ యొక్క స్థిరమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారించడానికి లేజర్ తరం కారణంగా లాభం మాధ్యమం లోపల సేకరించిన వేడిని తొలగించడానికి శీతలీకరణ వ్యవస్థ బాధ్యత వహిస్తుంది. ఆప్టికల్ రెసొనేటర్ ఫోటాన్ల యొక్క సానుకూల స్పందన ద్వారా నిరంతర డోలనాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది అత్యంత మోనోక్రోమటిక్ మరియు అత్యంత దిశాత్మక లేజర్ పుంజంను అవుట్పుట్ చేస్తుంది.

1.2 పనితీరు మరియు సామర్థ్యం ఫైబర్ లేజర్‌లు వాటి అద్భుతమైన విద్యుత్ సామర్థ్యానికి ప్రసిద్ది చెందాయి, ఫైబర్ ఆప్టిక్ కేబుల్స్ యొక్క స్వభావానికి కృతజ్ఞతలు, ఇది కనీస నష్టంతో కాంతిని నిర్వహించగలదు. ఈ లక్షణం ఫైబర్ లేజర్‌లను చాలా శక్తి సామర్థ్యాన్ని చేస్తుంది, తరచుగా 30%కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యాలను సాధిస్తుంది. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు సాధారణంగా తక్కువ సామర్థ్యం కలిగి ఉంటాయి, బహుశా వారి పెద్ద లాభం మీడియా యొక్క అధిక నష్టాలు మరియు పంపింగ్ కోసం అధిక-తీవ్రత గల దీపాల అవసరం.

1.3 బీమ్ నాణ్యత: ఖచ్చితమైన అనువర్తనాల్లో లేజర్‌ల ప్రభావాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది, ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క సింగిల్-మోడ్ ఆపరేషన్ చాలా ఎక్కువ పుంజం నాణ్యతను అందిస్తుంది, ఇది గట్టి ఫోకస్ మరియు కనిష్ట విభేదం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు, అధిక-నాణ్యత కిరణాలను అందించగల సామర్థ్యం ఉన్నప్పటికీ, ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క పుంజం నాణ్యతతో, ముఖ్యంగా అధిక శక్తి స్థాయిలలో సరిపోలడం చాలా కష్టం. తక్కువ సామర్థ్యం మరియు పుంజం నాణ్యత ఉన్నప్పటికీ, ఘన-స్థితి లేజర్‌లు వాటి ప్రయోజనాలు లేకుండా లేవు. అవి శక్తివంతమైన పవర్ స్కేలింగ్ సామర్థ్యాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు అధిక-శక్తి అనువర్తనాలకు బాగా సరిపోతాయి. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లను లాభం మాధ్యమం మరియు పంప్ పవర్ యొక్క పరిమాణాన్ని పెంచడం ద్వారా చాలా ఎక్కువ శక్తి స్థాయిలను ఉత్పత్తి చేయడానికి రూపొందించవచ్చు, ఇది ఫైబర్ పరిమాణం మరియు వేడి వెదజల్లడం యొక్క పరిమితుల కారణంగా ఫైబర్ లేజర్‌లకు అంత సులభం కాదు.

1.4 స్థిరత్వం ఫైబర్ లేజర్‌లు అధిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. వాటి ఫైబర్ నిర్మాణం పర్యావరణ మార్పులకు (ఉష్ణోగ్రత, తేమ, కంపనం మొదలైనవి) సున్నితంగా లేదు మరియు కఠినమైన వాతావరణంలో స్థిరమైన పని పరిస్థితులను నిర్వహించగలదు. అదే సమయంలో, ఫైబర్ లేజర్‌లు మరింత మన్నికైనవిగా మరియు పర్యావరణ మార్పులకు అనుగుణంగా పరిగణించబడతాయి ఎందుకంటే అవి ఘన-స్థితి నిర్మాణాన్ని ఉపయోగిస్తాయి మరియు ఉచిత-స్పేస్ ఆప్టికల్ భాగాలను కలిగి ఉండవు. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు సాపేక్షంగా తక్కువ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు పర్యావరణ కారకాలలో మార్పులు వారి పనితీరుపై ఎక్కువ ప్రభావాన్ని చూపుతాయి.

1.5 వేడి వెదజల్లడం ఫైబర్ లేజర్‌లు అద్భుతమైన ఉష్ణ వెదజల్లడం పనితీరును కలిగి ఉంటాయి. దీని లాభం మాధ్యమం ఆప్టికల్ ఫైబర్, ఇది వాల్యూమ్ నిష్పత్తికి పెద్ద ఉపరితల వైశాల్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు వేడిని త్వరగా వెదజల్లుతుంది, కాబట్టి ఇది చాలా కాలం స్థిరంగా పనిచేస్తుంది మరియు అధిక శక్తి ఉత్పత్తిని తట్టుకోగలదు. ఘన-స్థితి లేజర్‌లు వేడిని వెదజల్లడం చాలా కష్టం, మరియు అధిక శక్తితో పనిచేసేటప్పుడు ఉష్ణ ప్రభావాలకు గురవుతారు, ఇది లేజర్ యొక్క పనితీరు మరియు జీవితాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

1.6 పరిమాణం మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు ఫైబర్ లేజర్‌లు చాలా కాంపాక్ట్ మరియు దాదాపు నిర్వహణ అవసరం లేదు. ఫైబర్ యొక్క చిన్న పరిమాణం మరియు బాహ్య అద్దాలు లేకపోవడం ఘన-స్థితి లేజర్‌లతో సంబంధం ఉన్న అమరిక సమస్యలను బాగా తగ్గిస్తుంది. అదనంగా, ఫైబర్ యొక్క అద్భుతమైన వేడి వెదజల్లే సామర్థ్యాలకు సాధారణంగా క్రియాశీల శీతలీకరణ అవసరం లేదు, నిర్వహణ అవసరాలను మరింత తగ్గిస్తుంది. అదే సమయంలో, ఫైబర్ లేజర్‌లు సాధారణంగా పనిచేయడానికి సురక్షితంగా ఉంటాయి ఎందుకంటే లేజర్ ఫైబర్‌లో పరిమితం చేయబడింది, ఇది ప్రమాదవశాత్తు బహిర్గతం చేసే ప్రమాదాన్ని తగ్గిస్తుంది. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్లలో అద్దాల అమరిక వారి ఆపరేషన్‌కు కీలకం మరియు సాధారణ తనిఖీ మరియు సర్దుబాటు అవసరం, ఇది నిర్వహణ పనిభారాన్ని పెంచుతుంది. అదనంగా, ఘన-స్థితి లేజర్‌లకు సాధారణంగా లాభం మాధ్యమంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడిని నిర్వహించడానికి క్రియాశీల శీతలీకరణ అవసరం, ఇది వ్యవస్థ యొక్క సంక్లిష్టతను పెంచడమే కాక, నిర్వహణ అవసరాలను కూడా పెంచుతుంది. ఘన-స్థితి లేజర్‌లు ఫైబర్ లేజర్‌ల కంటే పెద్దవిగా ఉంటాయి. పెద్ద లాభం అద్దాలు మరియు బాహ్య అద్దాల అవసరం వాటి పరిమాణం మరియు బరువును పెంచుతుంది, పరిమిత స్థలంతో అనువర్తనాల్లో వాటి వర్తమానతను పరిమితం చేస్తుంది.

2. అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌లు

ఫైబర్ లేజర్‌లు పారిశ్రామిక కట్టింగ్ మరియు వెల్డింగ్ రంగంలో వాటి అధిక శక్తి, అధిక పుంజం నాణ్యత, మంచి ఉష్ణ వెదజల్లడం పనితీరు మరియు స్థిరత్వంతో ప్రకాశిస్తాయి. ఫైబర్ లేజర్‌లు మందపాటి ప్లేట్ కటింగ్ మరియు లోహ పదార్థాల వెల్డింగ్‌కు ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటాయి. వారి అధిక ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మార్పిడి సామర్థ్యం మరియు సర్దుబాటు-రహిత మరియు నిర్వహణ-రహిత రూపకల్పన ఉపయోగం యొక్క వ్యయం మరియు నిర్వహణ యొక్క కష్టాన్ని బాగా తగ్గిస్తుంది. అదే సమయంలో, దుమ్ము, కంపనం, తేమ వంటి కఠినమైన పని వాతావరణాలకు ఫైబర్ లేజర్‌లను అధికంగా సహించడం కూడా వివిధ పారిశ్రామిక ప్రదేశాలలో మంచి పనితీరును కనబరుస్తుంది. నిరంతర లేజర్‌లు స్థూల ప్రాసెసింగ్ రంగంలో అధిక స్థాయిలో చొచ్చుకుపోవడాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు ఈ రంగంలో సాంప్రదాయ ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను క్రమంగా భర్తీ చేశాయి. ఘన-స్థితి లేజర్‌లు అల్ట్రా-ప్రెసిషన్ మరియు అల్ట్రా-మైక్రో ప్రాసెసింగ్ రంగంలో వాటి అధిక గరిష్ట శక్తి, పెద్ద పల్స్ శక్తి మరియు స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్ అవుట్‌పుట్ (గ్రీన్ లైట్ మరియు అతినీలలోహిత కాంతి వంటివి) తో ప్రత్యేకమైనవి. మెటల్/నాన్-మెటల్ మెటీరియల్ మార్కింగ్, కటింగ్, డ్రిల్లింగ్ మరియు వెల్డింగ్ వంటి ప్రక్రియలలో, ఘన-స్థితి లేజర్‌లు అధిక ప్రాసెసింగ్ ఖచ్చితత్వం మరియు విస్తృత పదార్థ అనువర్తనాన్ని సాధించగలవు. ముఖ్యంగా అధిక-ఖచ్చితమైన వెల్డింగ్ మరియు లోహేతర పదార్థాల యొక్క అధిక-క్యూరింగ్ 3 డి ప్రింటింగ్‌లో, ఘన-స్థితి లేజర్‌లు చిన్న ఉష్ణ ప్రభావాలు మరియు అధిక ప్రాసెసింగ్ ఖచ్చితత్వంతో వారి స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్‌ల కారణంగా ఇష్టపడే పరికరాలుగా మారాయి. ఘన-స్థితి లేజర్‌లను ప్రధానంగా మెటలిక్ కాని పదార్థాల యొక్క ఖచ్చితమైన మైక్రో-అప్రమత్తమైన రంగంలో ఉపయోగిస్తారు మరియు వాటి చిన్న తరంగదైర్ఘ్యం (అతినీలలోహిత, లోతైన అతినీలలోహిత), చిన్న పల్స్ వెడల్పు (పికోసెకండ్, ఫెమ్టోసెకండ్) మరియు అధిక పీక్ శక్తి కారణంగా సన్నని, పెళుసైన మరియు ఇతర లోహ పదార్థాలు. అదనంగా, పర్యావరణం, medicine షధం, మిలిటరీ మరియు మొదలైన రంగాలలో కట్టింగ్-ఎడ్జ్ శాస్త్రీయ పరిశోధనలలో ఘన-స్థితి లేజర్‌లను విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

3. మార్కెట్ వాటా నా దేశం తక్కువ-ముగింపు తయారీ నుండి హై-ఎండ్ తయారీ వరకు ఉత్పాదక పరిశ్రమను మార్చడం మరియు అప్‌గ్రేడ్ చేసే ప్రక్రియలో ఉంది. తక్కువ-ముగింపు తయారీ అధిక నిష్పత్తికి కారణమవుతుంది. మాక్రో-ప్రాసెసింగ్ మార్కెట్ తక్కువ-ముగింపు తయారీ మరియు కొన్ని హై-ఎండ్ తయారీ రెండింటినీ వర్తిస్తుంది. మార్కెట్ డిమాండ్ పెద్దది. అందువల్ల, ఫైబర్ లేజర్‌ల మార్కెట్ సామర్థ్యం చాలా పెద్దది. దేశీయ తక్కువ-శక్తి ఫైబర్ లేజర్‌లు అధికంగా స్థానికీకరించబడ్డాయి మరియు చాలా పెద్ద-స్థాయి దేశీయ తయారీదారులు ఉన్నారు. "చైనా లేజర్ పరిశ్రమ అభివృద్ధి నివేదిక" ప్రకారం, తక్కువ-శక్తి ఫైబర్ లేజర్‌లను దేశీయ ఉత్పత్తుల ద్వారా పూర్తిగా భర్తీ చేశారు; మీడియం-పవర్ నిరంతర ఫైబర్ లేజర్‌ల పరంగా, దేశీయ నాణ్యతకు స్పష్టమైన ప్రతికూలతలు లేవు, ధర ప్రయోజనం స్పష్టంగా ఉంది మరియు మార్కెట్ వాటా పోల్చదగినది; అధిక-శక్తి నిరంతర ఫైబర్ లేజర్‌ల పరంగా, దేశీయ బ్రాండ్లు పాక్షిక అమ్మకాలను సాధించాయి. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌ల విషయానికొస్తే, చైనాలో ఆలస్యంగా అభివృద్ధి కారణంగా, ప్రస్తుతం ఈ ఉత్పత్తితో జాబితా చేయబడిన కంపెనీలు తమ ప్రధాన వ్యాపారంగా లేవు మరియు వారు సాధారణంగా విదేశీ బ్రాండ్లను కొనుగోలు చేస్తారు. ఫైబర్ లేజర్‌లను ప్రధానంగా మాక్రో ప్రాసెసింగ్ రంగంలో వాటి అధిక అవుట్పుట్ శక్తి కారణంగా ఉపయోగిస్తారు (లేజర్ మాక్రో ప్రాసెసింగ్ సాధారణంగా మిల్లీమీటర్ స్థాయిలో లేజర్ పుంజం యొక్క ప్రభావంతో ప్రాసెసింగ్ ఆబ్జెక్ట్ యొక్క పరిమాణం మరియు ఆకారాన్ని ప్రాసెస్ చేయడాన్ని సూచిస్తుంది); చిన్న తరంగదైర్ఘ్యం, ఇరుకైన పల్స్ వెడల్పు మరియు అధిక గరిష్ట శక్తి వంటి ప్రయోజనాల కారణంగా ఘన లేజర్‌లు మైక్రో ప్రాసెసింగ్ రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి (మైక్రో ప్రాసెసింగ్ సాధారణంగా పరిమాణం మరియు ఆకారం యొక్క ప్రాసెసింగ్‌ను మైక్రోమీటర్లు లేదా నానోమీటర్లకు చేరుకోవటానికి సూచిస్తుంది), దీని ఫలితంగా ఘన లేజర్‌లు మరియు ఫైబర్ లేజర్‌ల వినియోగదారుల మధ్య కొన్ని తేడాలు ఉంటాయి. సాధారణంగా, ఘన లేజర్‌లు మరియు ఫైబర్ లేజర్‌లు వారి అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌లలో భిన్నమైన దృష్టిని కలిగి ఉంటాయి మరియు ప్రతి దాని స్వంత అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ను కలిగి ఉంటాయి. చాలా రంగాలలో ఇద్దరి మధ్య ప్రత్యక్ష పోటీ లేదు. మైక్రో ప్రాసెసింగ్ క్షేత్రంతో అతివ్యాప్తి చెందుతున్న మెటల్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ రంగంలో, లోహం ఒక నిర్దిష్ట మందానికి చేరుకున్నప్పుడు, ఈ క్షేత్రం సాధారణంగా ఖర్చు కారణాల వల్ల సాంప్రదాయ పద్ధతులు లేదా ఫైబర్ లేజర్‌లను అవలంబిస్తుంది. ఘన లేజర్‌లు లోహ మందం సన్నగా లేదా ప్రాసెసింగ్ అవసరాలు ఎక్కువగా ఉన్న దృశ్యాలలో మాత్రమే ఉపయోగించబడతాయి మరియు ఖర్చు సున్నితంగా ఉండదు. అదనంగా, రెండింటి మధ్య పోటీ అతివ్యాప్తి తక్కువగా ఉంటుంది. ఘన లేజర్‌లను ప్రధానంగా లోహేతర పదార్థాల ప్రాసెసింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు (గాజు, సిరామిక్స్, ప్లాస్టిక్స్, పాలిమర్లు, ప్యాకేజింగ్, ఇతర పెళుసైన పదార్థాలు మొదలైనవి), మరియు లోహ పదార్థాల రంగంలో, వాటిని అధిక ఖచ్చితమైన అవసరాలతో సన్నివేశాలలో ఉపయోగిస్తారు మరియు ఖర్చుకు సాపేక్షంగా సున్నితంగా లేరు.