I laser a fibra: che c’è di nuovo?

L’ingresso sicuro delle tecnologie laser nell’ambito operativo di tanti tipi di industrie manifatturiere non si può di sicuro più descrivere come un avvenimento nuovo; sono in realtà ormai diversi anni che, in un numero sempre crescente di ambiti industriali, e per la lavorazione di sempre più grandi quantità di materiali, viene inserito in modo crescente l’utilizzo della tecnologia laser per incisioni e marcature, fra tante altre applicazioni. Ciononostante, se non è una notizia l’utilizzo generico del tipo di tecnologia, questo non significa che non vi siano, e costantemente, migliorie e innovazioni; fra le più interessanti possiamo sicuramente conteggiare i laser a fibra.

Qual è la motivazione per questa ennesima miglioria ad uno strumento dall’uso ormai consolidato? Potrebbe nascere il dubbio lecito che, per portare allo sviluppo di una nuova tecnologia nella grande famiglia dei laser, la spinta necessaria alla ricerca sia nata da mancanze rilevate nei metodi costruttivi classici. Esistono forse dei difetti strutturali evidenti, e anche dannosi in modo grave, nei laser di tipo più classico, come quelli a lampade o a diodi che per tanti anni sono stati utilizzati in ambito industriale?

Sarebbe scorretto scegliere di dare risposta alla domanda appena fatta con un deliberato “sì”. È un fatto che siano moltissime le industrie che ormai da anni applicano all’interno dei loro processi produttivi I laser di tipo convenzionale, ed è parimenti vero che le lamentele siano pochissime. Esiste però un vantaggio caratteristico, e significativo, dei laser a fibra su quelli più classici.

Studiamo infatti, per capire quale sia tale punto di forza, il modo in cui è in effetti fabbricato un cosiddetto “laser a fibra”, e che cosa ci sia di raro ed innovativo in questa tecnologia quando confrontata ai più noti e classici laser com quelli a diodi o a lampade.

L’innovazione che rende particolari I laser a fibra, la tipicità costruttiva da cui deriva il loro beneficio, deriva da una tecnica utilizzata, prevalentemente, nel campo della telecomunicazione, e nello specifico nei moderni sistemi a fibra ottica: stiamo parlando di quello che viene normalmente chiamato “giunto in fibra”. Strutturalmente, si utilizza nel campo dei laser per congiungere alla fibra principale, e renderglieli solidali, tutti i componenti rilevanti del dispositivo, 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 maniera ottimale. Per questa ragione, pur partendo in condizioni perfette, possono patire, per via dell’espansione termica, un disallineamento dei componenti ottici, che riduce l’efficacia del laser e richiede una manutenzione per ripristinarla – questione che è interamente assente nei laser a fibra.

Oltre ad esibire questa considerevole caratteristica di solidità, che ne riduce i costi di gestione pressoché a zero, eliminando uno di quelli che già erano fra i pochi motivi di effettuare manutenzione su un laser, i laser a fibra hanno il beneficio 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.