Le innovazioni strutturali dei laser a fibra

Non possiamo certo più asserire, ormai, che i laser per incisioni o marcature siano una novità nel mercato delle attrezzature industriali utilizzate in uno qualsiasi dei tanti tipi di fabbriche esistenti: ormai da diversi anni, infatti, sempre più strutture industriali, in moltissimi ambiti diversi, decidono di utilizzare, per le applicazioni e le lavorazioni tipiche del proprio settore e della propria tipologia di materiale, un qualche tipo di laser dei tanti esistenti sul mercato. Se è quindi lampante come quello dei laser sia un mercato esteso ed evoluto, non è certo possibile affermre che sia un mercato stazionario o stagnante; le innovazioni abbondano e sono continue, e fra queste riveste un interesse significativo, di recente, quella dei laser a fibra.

Perchè, si potrebbe domandare, produrre un’ennesima miglioria a uno strumento di uso ormai standard? Non sarebbe strano, a questo punto, domandarsi se il motivo per cui i ricercatori hanno sviluppato una nuova varietà di laser non sia un qualche fallo, una qualche debolezza strutturale tipica di tutti I tipi tradizionali di laser. Ci sono forse, nel modello costruttivo e di funzionamento dei laser di tipo classico (come quelli, ad esempio, a lampade o a diodi) delle debolezze evidenti, magari perfino dannose, sorvolate in tanti anni di impiego nell’industria?

Non sarebbe corretto rispondere “sì” alla domanda che ci siamo appena posti, e infatti le industrie che usano i laser di tipo più tradizionale nei propri processi di fabbricazione ben di rado si trovano ad avere motivo di lamentarsi dei risultati. Tuttavia, bisogna riconoscere che esiste, in effetti, un punto di forza particolare dei laser cosiddetti “a fibra” che può, in taluni casi, fare un’importante differenza.

Andiamo appunto ad osservare quale sia la struttura costruttiva di un cosiddetto “laser a fibra”, e quali siano le caratteristiche uniche tipiche di questo tipo di dispositivo, così da confrontarle con quelle, ormai ben note, dei laser a diodi o a lampade.

L’innovazione che rende particolari I laser a fibra, la tipicità costruttiva da cui deriva il loro interesse, deriva da una tecnica utilizzata, essenzialmente, nel campo della telecomunicazione, e nello specifico nei moderni sistemi a fibra ottica: stiamo parlando di quello che viene solitamente chiamato “giunto in fibra”. Strutturalmente, si utilizza nel campo dei laser per collegare alla fibra principale, e renderglieli solidali, tutti i componenti rilevanti del macchinario, dalla fibra attiva, ai combinatori in fibra, ai diodi laser di pompa. Se andiamo a fare un confronto con I laser YAG convenzionali, notiamo che in questi modelli tutti i componenti che abbiamo nominato sono separati, e applicati su una piattaforna, sulla quale vengono allineati, in fase di costruzione, in modo ottimale. Per questa ragione, pur partendo in condizioni perfette, possono subire, per via dell’espansione termica, un disallineamento dei componenti ottici, che riduce l’efficacia del laser e richiede una manutenzione per ripristinarla – problema che è del tutto assente nei laser a fibra.

Oltre ad esibire questa rilevante nota di robustezza, che ne riduce i costi di gestione circa a zero, eliminando uno di quelli che già erano fra i pochi motivi di eseguire manutenzione su un laser, i laser a fibra hanno il vantaggio di risultare estremamente compatti. La sorgente a fibra vanta inoltre una efficienza di conversione elettro-ottica elevatissima, superiore al 30%, limitando il consumo a poche centinaia di watt; tutti questi fattori di vantaggio portano la durata di un laser a fibra a soglie interessantissime, superiori alle 30.000 ore di funzionamento, ripagandone ampiamente i costi.