Produktionstechnologischer Fortschritt von Faser-Bragg-Gittern, Kombinatoren, Strippern und Isolatoren Deutschland

Um die Produktionskosten von Faserlasern zu senken, haben inländische Lasermarken in unterschiedlichem Maße selbst hergestellte Kernkomponenten entwickelt. Raycus beherrscht Laserkernkomponenten wie Pumpquellen, Spezialfasern, Faserkoppler, Übertragungskabel, Leistungskombinierer und Fasergitter. und Schlüsseltechnologien und Massenproduktionsfähigkeiten von Materialien. Mehr als 90 % der wichtigsten optischen Komponenten von MAX wie Pumpquellen, Strahlvereiniger, Fasergitter, Laserausgabeköpfe, Modenstripper, Isolatoren, akusto-optische Modulatoren und Modenmatcher werden selbst hergestellt. Darüber hinaus hat FEIBO in unterschiedlichem Maße auch einige selbst hergestellte Komponenten erreicht und damit den Forschungs- und Entwicklungsprozess der meisten passiven optischen Geräte erobert. Und auch in den Bereichen Pumpquelle, Fasergitter, Strahlkombinierer und Faserverbinder hat BWT Eigenleistungen erbracht.

Derzeit können Fasergitter mit geringer Leistung lokalisiert und auf dem Markt verkauft werden. Im Hinblick auf die Kerntechnologie von Gittern mittlerer und hoher Leistung, die in Faserlasern verwendet werden, hat das Unternehmen laut dem Jahresbericht 2018 von Raycus die Schlüsseltechnologien der Fasergitter durch unabhängige Forschung und Entwicklung beherrscht und eine Massenproduktion erreicht. . Im Jahr 2019 bestanden seine Bragg-Gitter mit großen Modenfeldern und Spezialfasern für Hochleistungsfaserlaser erfolgreich die vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie der Provinz Hubei organisierte Expertenabnahme. Vor 2018 wurde MAX hauptsächlich im Ausland eingekauft. Seit April 2018 realisiert MAX einen Teil der eigenständigen Produktion von Fasergittergeräten. Bis zum zweiten Quartal 2019 lag der Anteil der selbst hergestellten MAX-Fasergitter bei 44.6 %. Die Fasergittertechnologie von MAX umfasst nicht nur Singlemode-Fasergitter (10 μm Kerndurchmesser), sondern auch Multimode-Fasergitter mit großem Kerndurchmesser (20 μm, 25 μm und noch größere Kerndurchmesser).

Der Strahlkombinierer ist ein Gerät, das durch die Synthese mehrerer Bündel optischer Fasern zu einer optischen Faser mithilfe der Fused-Taper-Faserbündel-Technologie gebildet wird. Es kann mehrere Laser mit geringerer Leistung zu einem Laser mit höherer Leistung kombinieren. Der Strahlkombinierer ist hauptsächlich in einen Pumpstrahlkombinierer und einen Leistungsstrahlkombinierer unterteilt, wobei der Pumpquellenstrahlkombinierer hauptsächlich 5 % der Kosten der gesamten Faserlaserkomponenten ausmacht. Der Pumpkombinierer ist das Schlüsselgerät zur Realisierung der Leistung eines Hochleistungs-Einzelmodul-Faserlasers. Die stabile Power-Combiner-Technologie ist die Grundlage für die Leistung von Multimode-Lasern. Die Überwindung der Schlüsseltechnologien von Faserkombinierern und die Entwicklung hocheffizienter und leistungsstarker Faserleistungskombinatoren, um eine starke Unterstützung für den Erhalt von Hochleistungsfaserlasern zu bieten, ist heute zu einem Schlüsselproblem geworden, das im Bereich der Faserlaser dringend gelöst werden muss. Zu den Hauptakteuren auf dem inländischen Markt für Strahlkombinierer zählen derzeit Laserhersteller wie Raycus und MAX, und c hat im Grunde eine Lokalisierung erreicht.

Der Laserausgabekopf kann die flexible Ausgabe des Lasers über große Entfernungen am Anwendungsort realisieren, um den Ausgabelaser auf das Bearbeitungsmaterial zu übertragen, um die Laserbearbeitungsanwendung abzuschließen. Der interne Aufbau des Laserausgangskopfes ist komplex und er muss mehrere Funktionen wie Übertragung, Wärmeableitung, Antireflexion und Frühwarnung erfüllen. Der technische Inhalt ist sehr hoch und macht 3 % der Kosten des gesamten Faserlasers aus. Die Hauptfunktion des Faserausgabegeräts besteht darin, den Faserstrahl zu erweitern, um die Leistungsdichte für den Einsatz zu verringern. Aufgrund des großen Wertes des Laserausgangskopfes und der hohen Anschaffungskosten (ca. 5,000 Yuan für die 10,000-Watt-Ebene und ca. 2,000 Yuan für die Kilowatt-Ebene) beherrschen die wichtigsten inländischen Laserhersteller Raycus und MAX den QBH und den Kollimator Technologie und haben grundsätzlich ihre eigene Produktion realisiert. Derzeit sind einige Parameter der QBH-Geräte inländischer Hersteller mit denen ausländischer Hersteller vergleichbar.

Der Isolator ist ein passives optisches Gerät, das nur Einweglicht durchlässt. Sein Funktionsprinzip besteht darin, den Faraday-Effekt des magnetooptischen Kristalls zu nutzen, sodass das reflektierte Licht vom Isolator gut isoliert werden kann und die Übertragungseffizienz von Lichtwellen verbessert wird. Isolatoren ermöglichen den Lichtdurchgang in eine Richtung mit geringem Verlust, während sie verhindern, dass Licht in die entgegengesetzte Richtung mit hohem Verlust durchtritt. Es wird im Emissionslichtpfad platziert, um eine Leistungsbeeinträchtigung des Lasers durch reflektiertes Licht zu vermeiden.

Vor einigen Jahren wurden Laserisolatoren hauptsächlich von EOTechnology hergestellt. Derzeit werden die Laserisolatoren meines Landes in Massenproduktion hergestellt, um eine lokale Substitution zu erreichen. Neben den IPG-eigenen Laserisolatoren wurde der Markt für Laserisolatoren einst von EOTechnology dominiert. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit inländischer Unternehmen hat sich EOTechnology schrittweise von der Konkurrenz auf dem Laserisolatormarkt zurückgezogen. Die Isolatorspieler sind hauptsächlich Castechinc, AFR und Haichuang, die jeweils etwa ein Drittel des Marktanteils ausmachen und eine „Drei-Punkte-Welt“-Situation bilden.