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关 键 词：蚌埠光纤金属保护管定制
行 业：机械 雕刻切割设备 打标机
发布时间：2022-06-24
进一步的研发已使紧凑型500瓦平均功率的系统可提供低于100纳秒的脉冲宽度。该范围的激光器都有一个MOPA配置的全光纤形式。光纤尾纤连接声光调制器（AOM）被用来控制脉冲宽度，范围从30至2000纳秒不等，在此范围内的峰值输出高达1兆瓦。输出光隔的形式是“光纤到空气”或“光纤到加工光纤。”
纳秒脉冲光纤激光器
通用型的激光打标机和振镜扫描系统不断革新，这两者之间的功能也在互相融合，从而进一步增强了应用能力。单脉冲能量达1mJ的Q-开关光纤激光器可以在很多不同的材质上打标，包括从陶瓷到金属合金以及低熔点聚合物。平均功率增高至50瓦，在脉冲频率为50kHz时，单脉冲能量为1mJ，M2保持在1.6而未劣化，这些性能在雕刻应用中能快速去除金属材料。新型的打标激光器具有小于3s的极短脉冲关断时间，这在某些敏感材料的打标应用中改善了加工效果。重复频率增加后达到200kHz，而脉冲周期降低到5s。有人认为，在这样高的重复频率下，接近脉冲区间的等离子体会导致光束对目标的非连续加工。其中一个重要的例子就是被打标的不锈钢材料上会产生氧化层，这在肉眼下是可见的；并且，即使之后经过反复的高温高压处理，氧化层也无法除去。如果被打标的对象是容易出现问题的高反射材料，那么可通过远程光纤放大器（RA）将峰值功率加倍至20千瓦来解决。
高平均功率的Q-开关光纤激光器
准连续波（QCW）激光器
虽然连续波光纤激光器拥有实现高能量脉冲的能力，但主要是通过使用高于所需要的平均功率的方式或超长的脉冲持续时间完成，而这两种方式都存在缺陷。近来，连续波激光器的范围得到了拓展，开发出了具有更高峰值功率、更高脉冲能量的激光器，见表5。
这种激光器具备数焦耳脉冲能量、超长脉冲，以及能与更大直径的光纤耦合的能力，使得生产出的焊点直径可达0.5毫米。早期试验表明，这些低占空比焊点在任何方面都和闪光灯泵浦固体激光器相似。
光纤激光器的改进
光纤激光器迅速发展的原因可概括如下：
● 深入的科学研究可实现增加光纤的热负荷，而不产生任何热衰减或光致吸收效应和受激拉曼散射（SRS）的影响，而此前这些往往被看作是光纤激光器的限制因素，现在已经仅仅针对高平均功率激光器而言了。
● 作为泵浦源，单发射极泵浦二极管相比利用半导体二极管巴条和半导体二极管堆有更为的优势。泵浦二极管的寿命通常大于10万小时，在整个激光加工系统使用寿命延续期间不需要更换。高强度的老化测试则进一步提高了可靠性。
● 增加二极管泵浦功率和提高泵浦的效率带来更高的平均功率。
● 由于其本身的性质，光纤在很大程度上是靠自我冷却，因此减少了热透镜效应，并简化了激光器设计。这些良性的热因素意味着，其冷却要求并不像其它由半导体二极管巴条和半导体二极管堆泵浦的激光器设计那般苛刻。
● 多种光纤直径可选和即插即用的光纤可得到各种类型的空间能量分布；小的单模高斯光纤用来切割、钻孔，直径较大的多模光纤用来焊接或表面处理。一台连续波单模光纤激光器配备一根比如说50微米直径的光纤，就可以很简单地从切割激光器变为焊接激光器，所需要做的只是简单地更换终端的聚焦光学元件。
● 已获得可传输高达25千瓦功率的光纤适配器。研发出的一些光纤激光功率光束开关，用于光纤到光纤的连接可多达6个通道，切换时间小于10毫秒。可为每个通道提供可见的红色对准光束。
● 更高速的电子元件、的接口、控制及网络软件都已被开发出来。
在微加工和打标领域中的发展
正如我们已经看到的，现在市面上有各种不同的脉冲光纤激光器，与的振镜扫描仪配合使用时，可用于许多加工中如切削、钻孔及熔覆。经，它能用在那些通常由高功率密度红外激光束完成的材料去除应用中，同时适用于激光微加工技术和打标，光纤激光器具有的更高亮度意味着材料去除过程可显著提高。这一事实加上精度不断提高的振镜扫描仪，意味着打标激光器如今也能执行一些以前认定为“精密微加工”的任务。虽然波长同亮度和可聚焦能力之间成正比，在某些情况下它已可实现以前只有通过532nm和355nm的激光才能得到的特征尺寸、准确度和精度。
图3、高功率脉冲激光器，亮度和脉冲能量的关系图。
