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【實測】電光轉換效率超38%,不只是說說而已
時間:2020-09-25來源:原創文章

關于激光器電光轉化效率的話題一直備受關注,甚至有人還拿這個大做文章。那么,今天我們就好好聊聊這個話題:

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什么是電光轉化效率?

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提升電光轉換效率有何難點?

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銳科激光器的電光轉換效率到底是多少?

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什么是電光轉化效率?
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電光轉換效率是衡量激光器性能的一個重要指標,簡單概括講就是指將電能轉換為激光的能量轉換效率。

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大家為什么如此關心這個指標?說白了,是關系到生產成本直接的數據,決定了每月電費單子上的數字是驚嚇還是驚喜。所以,國內外的激光器制造商都力求在技術上不斷突破提升激光器的電光轉換效率。

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提升電光轉換效率有何難點呢?

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從技術角度來講,是220V/380V經過激光器電源(驅動)系統后,轉換為各種等級電壓以驅動泵浦源,泵浦源將電能轉換為泵浦光,泵浦光經過增益光纖及光纖諧振腔后轉換為激光輸出。

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上述3種轉換過程均存在一定的能量損耗,這些損耗的能量大部分轉換為熱量。熱量的增加會導致激光器溫度升高,而過高的溫度會導致激光器輸出功率不穩定。因此,需要通過外部設備給激光器降溫,會產生一定的額外成本。

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較高的電光轉換效率意味著產生較少的熱量,高電光轉換效率的泵浦源,以及高光-光轉換效率的摻鐿光纖,可以減少發熱,從而降低系統的散熱成本,同時還能有效提高器件的可靠性,實現更高功率、更穩定的激光輸出。所以若想實現更高的電光轉換效率,首先要提升泵浦源和摻鐿光纖的轉換效率

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銳科新一代激光器所使用的自主研制的915nm泵浦源,額定輸出功率10~400W,電光轉換效率大于50%,平均電光轉換效率55%-57%;新一代的高功率摻鐿光纖,摻雜更加均勻,吸收系數提升50%,承受功率提高40%。同時采用全新的電源驅動系統,整機電光轉換效率可提升至少5%

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另外,電光轉換效率與器件的溫度有很大的關系,銳科針對915nm泵浦模塊進行了長時間的高溫老化測試,測試時間大于8000小時,并以33.8的倍速加速老化,相當于270400小時。測試過程中,泵浦源都能保持穩定的功率輸出。近乎苛刻的測試,就是為了給客戶提供更高穩定性和高可靠性的激光器產品。

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915nm泵浦模塊可靠性測試

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銳科激光器的電光轉換效率到底有多少呢?

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我們用實測數據說話!銳科隨機抽取的一臺12000W及20000W連續光纖激光器為例,實測電光轉換效率達37%以上,實測數據見下圖。

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12000W電能質量分析儀實測數據

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20000W電能質量分析儀實測數據

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*注:銳科激光器功率都是有一定冗余,隨機抽取的這臺12kW的實際輸出功率是12.33kW;20kW的實際輸出功率是20.15kW,電光轉化率采用的是實際輸出功率與總消耗功率的比值。

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如今,隨著激光技術的不斷突破,國產激光器的電光轉換效率已經大幅提升。不僅如此,其他各方面的性能,包括功率穩定性可靠性更是不斷升級,在實際應用中與國外品牌無差別甚至更好。近期銳科一家終端客戶親測了銳科及某國外品牌3000W、8000W、12000W三款機型的電光轉化率,機器都是隨機抽樣,得到了如下結果:

*注:因客戶無法測出激光器實際輸出功率,這里統一采用額定輸出功率。

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由數據可見,銳科激光器的實際電光轉換效率與進口品牌不相上下。并不像其“成本計算器”中的毫無根據的數字。關于企業的生產運營成本,也需從采購成本、使用成本、售后服務成本、政策影響成本等多方面進行綜合考量。

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銳科激光一直秉承著踏踏實實做產品、全心全意為客戶的企業理念。不浮夸、不詆毀,做好自己,始終致力于讓更多企業用得上、也用得起中國高品質的激光器,即使是競爭日益激烈的當下,仍不改其根本。而這,也是越來越多客戶認定銳科的主要原因。

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