Памятка-инструкция по выбору параметров импульсного режима для волоконных лазеров на примере серии YDFLP-E-20/30-M7-S-R

Цель: Предотвращение термического повреждения активного волокна.

1. Введение: ключевые параметры и их практическое значение

При настройке импульсного волоконного лазера ориентируйтесь на три основных параметра из технической таблицы производителя (см. раздел 2 для детальной таблицы Cut-off frequency).

1.1. Ширина импульса (Pulse Width, нс)

— Длительность одного лазерного импульса.

Практическое влияние:

• Чем больше значение (длиннее импульс), тем выше энергия одного импульса. Это позволяет эффективно удалять покрытия, гравировать глубокие рельефы или обрабатывать толстые полимеры.
• Однако при увеличении ширины импульса растёт тепловая нагрузка на активное волокно, что требует снижения частоты.

Примечание: С выбора этого параметра начинается подбор режима — он определяется технологической задачей.

1.2. Устанавливаемая частота (кГц)

— Значение частоты повторения импульсов, которое оператор задаёт в программном обеспечении (например, EzCad, LightBurn и др.).

Важно: Этот параметр не указан в таблице производителя как заголовок, но именно его вы настраиваете.

Ограничение: Устанавливаемая частота не должна превышать значение из столбца «Cut-off frequency» для выбранной ширины импульса.

Техническое примечание: В профессиональной литературе этот параметр также называют Pulse Repetition Frequency (PRF), однако в таблицах JPT он отображается только через ограничения — Cut-off и Maximum pulse frequency.

1.3. Ограничительная частота (Cut-off frequency, кГц)

— Максимально допустимое значение устанавливаемой частоты для данной ширины импульса, при котором гарантируется безопасная эксплуатация лазера.

Правило: Превышение этого значения категорически запрещено, так как приводит к перегреву и разрушению активного волокна.

Рекомендация: Для обеспечения надёжности устанавливайте частоту на 10–15% ниже значения Cut-off frequency, особенно при длительной работе.

1.4. Максимальная частота импульсов (Maximum pulse frequency, кГц)

— Технический предел частоты, который может сгенерировать лазерный модуль при данной ширине импульса.

Важно: Это значение не является рабочим и не гарантирует безопасность. Оно отражает аппаратные возможности, но игнорирует тепловые ограничения.

Критическое ограничение (указано в примечании к таблице): «For laser safety and long lifetime concern, when pulse width set ≥80ns, frequency range will be limited at 400kHz.» При ширине импульса ≥80 нс устанавливаемая частота не должна превышать 400 кГц, даже если в столбце Maximum pulse frequency указано 600, 900 или 1000 кГц и т.д.

2. Таблица ограничительных частот (Cut-off frequency) и максимальных частот

На основе предоставленного содержания из руководства (таблица YDFLP-E-20&30-M7-S-R):

  Примечание: При PW ≥80 нс частота ограничена 400 кГц для безопасности, независимо от Maximum pulse frequency.

Параметр Maximum pulse frequency (kHz) в контексте волоконных лазеров серии YDFLP-E-20/30-M7-S-R (и аналогичных JPT MOPA-лазерах) обозначает технический предел частоты повторения импульсов, который лазерный модуль способен генерировать при заданной ширине импульса (Pulse Width). Это не рекомендуемое рабочее значение, а "потолок" аппаратных возможностей лазера — то есть максимум, что может выдать электроника и оптика без учёта реальных ограничений, таких как тепловая нагрузка, стабильность мощности или долговечность компонентов.

3. Общее правило подбора режима

Ширина импульса (Pulse Width, нс) ↑ → Допустимая частота (Cut-off frequency, кГц) ↓

Процедура настройки:

1. Выберите ширину импульса, исходя из задачи (маркировка, гравировка, удаление покрытия).
2. Найдите в таблице (раздел 2) для вашей модели лазера соответствующее значение Cut-off frequency.
3. Установите в ПО частоту ≤ Cut-off frequency, желательно с запасом 10–15%.
4. Убедитесь, что при PW ≥ 80 нс частота ≤ 400 кГц.

4. Практические примеры

Пример 1. Точечная маркировка (анодированный алюминий):

• Для модели YDFLP-E-20-M7-S-R выберите ширину импульса 6 нс.
• Cut-off frequency составляет 320 кГц.
• Рекомендуемая устанавливаемая частота: 270–300 кГц.
• Комментарий: Короткий импульс позволяет использовать высокую безопасную частоту.

Пример 2. Глубинная гравировка (нержавеющая сталь):

• Для модели YDFLP-E-30-M7-S-R выберите ширину импульса 100 нс.
• Cut-off frequency составляет 80 кГц.
• Рекомендуемая устанавливаемая частота: 65–70 кГц.
• Комментарий: PW ≥ 80 нс, ограничение 400 кГц соблюдено; режим безопасен.

Пример 3. Удаление краски с металла:

• Для модели YDFLP-E-20-M7-S-R выберите ширину импульса 500 нс.
• Cut-off frequency составляет 25 кГц.
• Рекомендуемая устанавливаемая частота: 20–22 кГц.
• Комментарий: Длинный импульс требует низкой частоты; перегрев волокна исключён.