항공우주 마킹부터 의료기기 제조에 이르기까지 고위험 산업 환경에서는 광원 선택이 종종 전체 조립 라인의 가동 시간을 좌우합니다. 광섬유 결합 레이저 다이오드 시스템 통합업체들이 선호하는 솔루션으로 부상했다.

그러나 묻기 전에 왜 현재 사용 중인 레이저 소스가 성능이 저하되거나 빈번한 보정이 필요한 경우, 우리는 다음과 같이 질문해야 합니다: 레이저 구조는 작업 환경의 기계적 응력으로부터 격리되어 있습니까? 레이저 소스가 광섬유 격리 장치 없이 움직이는 갠트리에 직접 장착된 경우, 진동과 열 유동과의 싸움에서 패배할 가능성이 높습니다.

1. 왜 파이버 레이저 모듈로 전환해야 할까요?

A 파이버 레이저 모듈 (특히 다이오드 기반의) 고전력 반도체 기술과 정밀 기계적 전달 장치 사이의 가교 역할을 합니다. 출력을 전환함으로써 다이오드 레이저 모듈 유연한 광섬유로 변환함으로써, 우리는 “완전한 분리"를 달성합니다.

분리(Decoupling)의 이점:

• 질량 감소: 섬유 작업 헤드는 완전한 것보다 90% 가볍습니다. 다이오드 레이저 모듈. 이는 CNC 및 로봇 응용 분야에서 더 빠른 가속을 가능하게 합니다.
• 환경 보호: 민감한 반도체 칩은 밀폐된 온도 제어 장치 내에 유지되며, 내구성 강화된 광섬유 케이블만이 산업 공정 내 “비산 영역'으로 진입합니다.
• 빔 대칭: 원시 출력과 달리 광섬유 결합 레이저, 비구면일 수 있는 광섬유 출력은 본질적으로 대칭적이어서, 하류 초점 광학계 설계가 단순화됩니다.

2. 기술 비교: 표준 아키텍처 대 광섬유 결합 아키텍처

3. “섬유 코어” 문제

When selecting a fiber coupled laser diode, the core diameter is the most significant factor in determining the “brightness” of your system.

더 작은 광섬유 코어가 항상 더 나은가?

$50\μm $ 코어는 더 좁은 초점을 가능하게 하지만, 동시에 광섬유 단면의 전력 밀도를 극한 수준으로 증가시킵니다. 고출력 산업용 절단에는 $105\mu m$ 또는 $200\mu m$ 코어가 종종 “최적의 선택”으로, 작업에 충분한 에너지를 제공하면서 광섬유 레이저 모듈이 정격 수명인 20,000시간을 모두 유지할 수 있도록 합니다.

4. 사례 연구: 의료용 스텐트 제조를 위한 고속 광섬유 커플링

산업적 배경: 정밀 의료기기 제조.

시나리오: 니티놀 의료용 스텐트 제조업체는 정밀 미세 용접을 위해 다이렉트 다이오드 시스템을 사용 중이었다. 그들은 “비드 불일치” 문제로 어려움을 겪고 있었다. 실내 공조 시스템이 작동할 때마다 주변 온도의 미세한 변화가 다이오드 레이저 모듈 빔 방향을 불과 몇 마이크론만 변경해도—$5,000 의료 부품 하나를 망가뜨릴 만큼 충분하다.

“그것이 사실인지 묻는” 조사:

우리는 물었습니다: 다이오드 자체가 불안정한 것입니까, 아니면 알루미늄 장착 브래킷의 열팽창이 드리프트를 유발하는 것입니까?

테스트 결과 다이오드는 정상으로 확인되었으나, 물리적 마운트가 실내 온도에 따라 “움직임'을 보였습니다.

해결책:

We transitioned them to a 976nm fiber coupled laser 시스템.

1. 열 절연: 그 파이버 레이저 모듈 전용 실험실 등급 냉각 장치가 설치된 별도의 방에 배치되었습니다.
2. 섬유 공급: 5미터 길이의 방탄 섬유가 빛을 스텐트 권선 기계로 전달했다.
3. “수동적인” 머리: 전달 헤드는 발열 전자 장치를 포함하지 않았기 때문에 온도가 일정하게 유지되었으며, 빔 조준은 $<2\mu m$ 범위 내에서 고정된 상태를 유지했다.

결과:

• 스크랩 비율: 12%에서 실질적으로 0%로 감소되었습니다.
• 정확도: 빔 안정성은 외부 환경 변화와 무관하게 일관되게 유지되었다.
• ROI: 해당 시스템은 4개월 만에 절감된 재료비로 투자 비용을 회수했습니다.

5. 중요 유지보수: SMA905 및 QBH 인터페이스

섬유가 만나는 지점 광섬유 결합 레이저 다이오드 시스템에서 가장 취약한 부분이다.

• 커넥터의 “황금률”: 광섬유의 끝부분을 절대 만지지 마십시오. 지문 하나만으로도 치명적인 “용융 후퇴”를 일으킬 만큼 충분한 레이저 에너지를 흡수할 수 있습니다.”
• 청소 절차: 항상 섬유내시경을 사용하여 400배 확대율로 관절면을 검사한 후 삽입하십시오. 다이오드 레이저 모듈.
• 적절한 좌석 배치: 커넥터가 완전히 장착되었는지 확인하여 백리플렉션(ASR – 반사광 억제)으로 인한 다이오드 칩 손상을 방지하십시오.

6. 발전 사항: 고출력 청색 파이버 모듈

2025년 가장 주목할 만한 발전 중 하나는 450nm(청색) 빛을 높은 효율로 광섬유에 결합시키는 기술이다. 우리는 처음으로 광섬유 결합 레이저 보석 및 전자 산업 분야에서 금과 순동 용접이 가능한 장비로, 기존에는 고가의 그린 레이저나 유지보수가 까다로운 자외선 시스템으로만 가능했던 정밀도를 구현합니다.

7. 최종 요약

사용하기로 한 결정 파이버 레이저 모듈 시스템 수준의 안정성에 투자하기로 한 결정입니다. 초기 비용은 광섬유 결합 레이저 다이오드 단순 다이오드보다 비용이 높을 수 있으나, 유지보수 감소, 통합 용이성 및 우수한 빔 품질로 인해 프로젝트 수명 주기 동안 총소유비용(TCO)이 훨씬 낮아집니다.