L’ingresso sicuro delle tecnologie laser nell’ambito operativo di tanti tipi di industrie manifatturiere non si può sicuramente più descrivere come un avvenimento nuovo; sono infatti ormai svariati anni che, in un numero sempre crescente di ambiti industriali, e per la lavorazione di sempre più grandi quantità di materiali, viene introdotto in modo crescente l’utilizzo della tecnologia laser per incisioni e marcature, fra tante altre applicazioni. Nondimeno, se non è una notizia l’utilizzo generico del tipo di tecnologia, questo non significa che non vi siano, e continuamente, migliorie e innovazioni; fra le più interessanti possiamo sicuramente considerare 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 carica necessaria alla ricerca sia nata da mancanze rilevate nei metodi costruttivi classici. Esistono per caso 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 inesatto scegliere di replicare 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 classico, ed è altrettanto vero che le lamentele siano pochissime. Esiste però un vantaggio specifico, e significativo, dei laser a fibra su quelli più classici.
Andiamo infatti ad osservare quale sia la struttura costruttiva di un cosiddetto “laser a fibra”, e quali siano le caratteristiche uniche tipiche di questo tipo di apparecchio, così da confrontarle con quelle, ormai ben note, dei laser a diodi o a lampade.
I laser a fibra sono, si potrebbe dire in tono un po’ scherzoso, se non figli come minimo cugini dei più moderni sistemi di telecomunicazione in fibra ottica; e questo sostanzialmente perché una pratica mutuata proprio da quell’ambito operativo, quella del giunto in fibra, viene utilizzata per rendere solidali a quella che è la fibra principale tutti i componenti rilevanti, come i combinatori in fibra, la fibra attiva e i diodi laser di pompa. Rispetto ad un laser YAG tradizionale, pompato sia a lampada che a diodo, la differenza è evidente; questi ultimi sono infatti costruiti con componenti ottici separati, tutti applicati su una piattaforma, e allineati durante la fase di fabbricazione del laser stesso. Questo sfortunatamente, per accurato che sia stato l’allineamento in fabbrica, li espone al rischio significativo di perdere in validità quando, per motivi di espansione termica, il loro assoluto allineamento venga a mancare. Il laser in fibra, al contrario, ha come abbiamo visto solo elementi solidali, e quindi non può perdere l’allineamento.
Oltre ad esibire questa considerevole caratteristica di robustezza, 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 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.