Lasers couplés à la fibre : monomode et multimode

Le laser à fibre est un laser avec une fibre de verre dopée aux terres rares comme milieu de gain.Les lasers à fibre peuvent être développés à partir d'amplificateurs à fibre.Sous l'action du pompage de la lumière, la densité de puissance élevée se forme facilement dans la fibre, ce qui entraîne l'\"inversion du nombre de particules\" du niveau d'énergie laser de la substance de travail laser, et la sortie d'oscillation laser peut être formée en ajoutant un boucle de rétroaction positive (formant une cavité résonante) de manière appropriée.

Le laser à fibre est composé d'une source de pompage, d'un coupleur multimode (combinaison de faisceaux), d'un réseau de fibres, d'une fibre active, d'un module de sortie d'étalonnage de faisceau et d'une fibre passive (fibre de sortie d'énergie).Son champ d'application est très large, y compris les communications par fibre optique, la communication spatiale laser à distance, l'industrie, la construction navale, la fabrication automobile, la gravure laser, le marquage laser, la découpe laser, l'impression, le métal, le perçage non métallique dans les rouleaux/coupe/soudage, le soudage par brasage, la trempe à l'eau , revêtement et profondeur), sécurité de la défense militaire, équipement d'instruments médicaux, construction d'infrastructures à grande échelle, en tant que source de pompe d'autres lasers.

Lasers couplés à la fibre se distinguent par monomode et multimode.Lorsqu'il n'y a qu'un seul module de pompe à l'intérieur du laser, on parle de laser monomode, et plusieurs modules de pompe sont combinés pour laisser passer plusieurs faisceaux de pompe dans la fibre active à travers le séparateur de faisceau, afin d'obtenir un faisceau de puissance plus élevée.Ce type de laser combiné multimodule est un laser multimode.Habituellement, dans les produits laser à fibre, les lasers monomodes sont principalement de moyenne et petite puissance, tandis que les produits à haute puissance sont principalementlasers multimodes.

Différences entre monomode et multimode :

(1) Qualité du faisceau : le noyau de la fibre monomode est relativement fin, envoyant un faisceau gaussien typique, l'énergie est très concentrée, semblable à une montagne escarpée, la qualité du faisceau est également meilleure que le multimode ;Le multimode équivaut à la combinaison de plusieurs faisceaux gaussiens, donc la distribution d'énergie est similaire à une coupe inversée, relativement moyenne, bien sûr, la qualité du faisceau est pire que celle du monomode.

(2) Performances de l'application : selon différentes caractéristiques de performance, les modes monomode et multimode dans la direction d'application spécifique sont également différents.Par exemple, dans la coupe de tôle d'acier inoxydable/acier au carbone de 1 mm et moins, l'efficacité de traitement monomode est nettement meilleure que celle multimode (mode unique 15 % à 20 % plus rapide) et la qualité de coupe est similaire ;Dans la découpe de plaques épaisses de 2 mm et plus, les lasers multimodes haute puissance sont plus performants à la fois en termes de qualité et d'efficacité.

(3) champ de soudage laser: soudage par conduction thermique, le laser monomode peut obtenir une soudure plus uniforme et plus lisse, donc un soudage de matériaux minces à l'aide d'un laser monomode, tel que le groupe de batteries d'alimentation souple lorsque l'oreille du pôle chevauche le soudage ;En soudage par fusion profonde, le laser multimode permet d'obtenir une soudure avec un meilleur rapport hauteur/largeur, comme le soudage de barre omnibus de batterie de puissance carrée.

Il convient de noter que les lasers monomodes et multimodes sont une base importante pour le choix des lasers à fibre.Le laser à fibre, avec son efficacité de conversion électro-optique élevée, sa stabilité élevée, sa qualité de faisceau élevée， et ses avantages à faible coût, dans le domaine du traitement au laser est de plus en plus populaire sur le marché, et comme une sorte de lumière de très haute qualité source, les coûts sont en baisse ces dernières années, de sorte que le marché traditionnel du laser solide et à gaz a été remplacé par le laser à fibre.