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光纤激光在金属切割领域的应用前景

导读: 自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。

  自激光诞生以来,产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣,并捷足先登获得了应用。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元,而激光设备的销售额超过66亿美元。其中,金属加工行业占居绝大部分。

  在金属加工行业,激光的应用已有数十年的历史。长期以来,金属切割领域,1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年,以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率(500W)灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可,占领了国内低端金属切割机市场。

  但是,无论是CO2还是灯棒式YAG激光,激光的产生原理决定了其性能受到一定的局限。大功率CO2激光器体积庞大,但激光发散角较小,可以采用飞行光路实现切割的工艺要求,但光斑粗大,能量密度低是其很大的弱点。灯棒式YAG激光的光斑能量密度可以做到远小于CO2激光器,但光束发散角很大。即使是国内较具代表性的华俄激光的灯棒式YAG激光,也只能实现半飞行光路,难以做到全飞行光路实现切割的工艺要求。

  具有高效、高能量密度及柔软传输性的激光,是金属切割行业梦寐以求的产品。

  激光器问世不久,美国光学公司(American optical corporation)的Snitzer 和Koester于1963年首先提出光纤激光器和放大器的构思。1966年高锟和Hockham提出了光纤通信的基本概念。1970年后光纤通信经历研究开发阶段(1966-1976),实用化阶段(1977-1986)迅速进入1986年以后的大规模光纤通信建设阶段。随着光通信的迅猛发展,光纤制造工艺与半导体激光器生产技术日趋成熟,为光纤激光器和放大器的发展奠定基础。英国的南安普敦大学和通讯研究实验室、德国汉堡技术大学、美国的Polaroid  Corporation,Bell实验室,日本的NTT、Hoya均在光纤激光器研究中取得许多重要成果。

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