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光纤激光器与YAG激光器在切割领域中对比分析

2015-04-10 11:24
seele_jin
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  一、光纤激光器

  1.原理:

  光纤通常是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维,主要广泛应用于光纤通讯,其导光原理就是光的全内反射机理。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-62.5um)、中间为低折射率硅玻璃包层(芯径一般为125um)和最外部的加强树脂涂层组成(见图一)。

  光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤:中心玻璃芯较细(直径9um+0.5um),只能传一种模式的光,其模间色散很小,具有自选模和限模的功能。多模光纤:中心玻璃芯较粗(50um+1um),可传多种模式的光,但其模间色散较大,传输的光不纯。

  2.优点:

  光纤激光器具有体积小、能耗低、寿命长、稳定性高、免维护、多波段、绿色环保等特征,它以优越的光束质量、稳定的性能、超高的光电转换效率,赢得了众多激光业内人士的肯定。光纤激光器以其超高的可靠性,卓越的光束质量,低廉的运行成本,为激光加工行业建立了新的标准。

  它增益介质长、耦合效率高、散热好、结构简单紧凑、使用灵活方便、输出激光光束质量好且输出波长范围宽(400~3400nm)。

  1、高功率

  高功率光纤激光器都是双包层光纤,泵浦光打到外包层上,能量被吸收,再部分转换为激光,因此包层的材料和结构对光纤激光器的影响很大,目前各国已研制出各种形状的光纤,有圆形的、D形的、矩形的、非稳腔形、梅花形、正方形、平面螺纹形等。

  2、无需热电冷却器

  这种大功率的宽面多模二极管可在很高的温度下工作,只须简单的风冷,成本低。

  3、很宽的泵浦波长范围

  高功率的光纤激光器内的活性包层光纤掺杂了铒/镱稀土元素,有一个宽且又平坦的光波吸收区(930-970nm),因此,泵浦二极管不需任何类型的波长稳定装置

  4、效率高

  泵浦光多次横穿过单模光纤纤芯,因此其利用率高。

  5、高可靠性

  1、采用杈纤直接熔接耦合进行侧泵,一无需任何光学元件,二可避免损伤光纤端面,三是容易提高泵源的注入。

  2、新颖的蜈蚣式侧泵方式:光纤两侧生许多纤杈与LD尾纤直接熔接,从各个不同点进行单个泵浦,可避免强激光单点引起的非线性效应和模式恶化。

  3、采用多个高功率LD单管代替LD集成阵列作泵浦源,一可提高光源的模式,二是易于泵源的散热提高寿命,三有利于维修更换。!q!lj,q)Pq7u

  4、采用发光面很宽的LD(100-250us)作为泵源可大大降低LD发光点所承受的光功率密度提高其寿命,一般可达100,000小时。

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