Может ли такой перемычкой передаваться лазер высокой мощности для лазерной сварки?
Да, «волоконные кабели с большим сердечником» предназначены для передачи высокомощных лазеров (включая промышленное и медицинское применение, такое как лазерная сварка, лазерная резка, лазерная маркировка и т. д.).
С точки зрения оптической физики и инженерного проектирования, их способность передавать высокую мощность, необходимую для лазерной сварки (обычно от сотен ватт до тысяч ватт), зависит от следующих ключевых технических принципов:
1. Конструкция с большим сердечником снижает плотность мощности (Power Density)
Лазеры, используемые для сварки, имеют чрезвычайно высокую энергию. Если использовать обычные одномодовые оптоволокна (с диаметром сердечника обычно всего 9 мкм), чрезвычайно высокая мощность, сконцентрированная на крошечной площади поперечного сечения, приведет к тому, что плотность мощности (единица измерения: Вт/см²) значительно превысит порог разрушения кварцевого стекла, мгновенно сжигая оптоволокно (эффект «оптического предохранителя»).
- Большой сердечник (Large-Core) обычно имеет диаметр от 100 мкм, 200 мкм, 400 мкм, 600 мкм или даже 1000 мкм и более. Согласно формуле P/A (мощность/площадь), увеличение площади поперечного сечения в сотни или тысячи раз позволяет значительно снизить плотность мощности внутри оптоволокна и на торцевой поверхности, позволяя безопасно передавать лазеры мощностью в киловатты (кВт).
2. Сопряжение с многомодовыми лазерными лучами
Полупроводниковые лазеры (Diode Laser) или твердотельные лазеры, используемые для сварки, имеют большое числовую апертуру (NA) и относительно низкое качество луча (M^2). Оптоволокно с большим сердечником, будучи многомодовым, имеет большую площадь приема света и большую числовую апертуру, что позволяет эффективно сопрягать высокомощные лазеры с сердечником.
3. Специальная конструкция высокомощных энергетических кабелей
Для выдерживания экстремальной мощности лазеров, используемых при сварке, такие кабели принципиально отличаются по конструкции от обычных коммуникационных кабелей:
- Безклеевая технология (Epoxy-Free / Air-Gap): Высокомощный лазер, попадая на обычный отвержденный клей, мгновенно обугливает и сжигает его. Поэтому высокомощные энергетические кабели (например, с разъемами D80, высокомощными SMA905) обычно имеют бесконтактную конструкцию на торцевой поверхности разъема или используют специальный процесс металлической герметизации.
- Отвод тепла и металлические разъемы: Обычно используются разъемы из меди, нержавеющей стали или с золотым покрытием, обладающие отличной теплопроводностью, для быстрого отвода избыточного тепла, вызванного рассеянием или поглощением.
- Технология торцевой крышки (Endcap): На торцевой выходной поверхности оптоволокна приваривается кварцевая торцевая крышка без сердечника, что приводит к физическому расхождению лазерного луча до достижения границы между оптоволокном и воздухом, снижая интенсивность света на торцевой поверхности и предотвращая спекание микрочастиц пыли в воздухе, что может повредить оптоволокно.
Информация о сопутствующих продуктах OFSCN®
Энергетические волоконно-оптические кабели для промышленной лазерной сварки (например, для обработки киловаттными установками) не входят в основную линейку продуктов OFSCN®.
Основное направление исследований и разработок OFSCN® сосредоточено на оптических датчиках на основе волоконной решетки (FBG), специальных оптоволокнах (термостойких, высокопрочных, тонких) и системах сетей волоконно-оптических датчиков.
Однако в области специальных разъемов и надежных термостойких компонентов OFSCN® предлагает следующие сопутствующие базовые устройства:
- OFSCN® 120℃ Fiber Optic Connector: Поддерживает индивидуальные решения для различных оптоволоконных разъемов, включая SMA905, FC, ST, с максимальной рабочей температурой до 120℃.
- OFSCN® 200℃ Fiber Optic Connector: Предлагает конструкцию из нержавеющей стали и специальные термостойкие материалы, поддерживает надежное соединение SMA905 и других, рабочая температура до 200℃.
Примечание: Если вам требуется передача промышленных лазеров мощностью десятки или сотни киловатт, рекомендуется использовать промышленные водяные охлаждаемые энергетические волоконно-оптические кабели D80 / SMA905, специально разработанные для передачи высокомощных лазеров.