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解析激光技术代表 光纤激光器

2015-04-17 09:29
龙凰
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  光纤激光器具有其它激光器所无法比拟的优点,在备受普遍关注的状态下,今天就随着小编一起来看看激光技术代表——光纤激光器的一身武艺。

  近几年,在各种激光技术的迅速发展和突破的情况下,激光技术在行业中也得到了广泛的应用,已经成为切割、焊接和金属折弯的重要工具,在我们使用和了解激光器的过程中,光纤激光器已经被销往六大主要行业,其中大到包括军事以及工业上的应用,小到包括生活方方面面,例如电子、食品和办公用品。

  作为第三代激光技术代表光纤激光器,从大的方面讲有4个应用优势。

  1、光纤激光器的标刻应用

  光纤激光器自身占地面积很小,但是具备最优良的光束质量,最长的免维护时间以及超强的可靠性最适合在高速、高精度激光标刻方面的应用。

  一套光纤激光打标系统可以由一个或两个功率为25W的光纤激光器,一或两个用来导光到工件上的扫描头以及一台控制扫描头的工业电脑组成。这种设计比用一个50W激光器分束到两个扫描头上的方式高出达4倍以上的效率。该系统最大打标范围是175x295mm,光斑大小是35um,在全标刻范围内绝对定位精度是+/-100um。100um工作距离时的聚焦光斑可小到15um。内陷的手动变焦光学系统使得聚焦光斑可以根据需要扩大到150um而不需移动扫描头。

  2、光纤激光器材料处理应用

  光纤激光器的材料处理是基于材料吸收激光能量的部位被加热的热处理过程。1um左右波长的激光光能很容易被金属、塑料及陶瓷材料吸收。

  用一个25W光纤激光器以150mm/Sec的速度在不锈钢上雕刻字符和商标。薄的不锈钢箔能用15W的光纤激光器以750mm/sec的速度进行雕刻。阳极电镀处理过的铝片经25W激光功率雕刻后则显现出很高的对比度。这里,激光能量仅仅把镀在上面的有色薄涂层“吹”走而露出下面空白的金属。另外一个精密的层移除应用是用高能量密度的激光标刻汽车发动板或电子键盘中的背光照明手柄和按键。这里,高聚焦性能适合这类高精密的涂敷层的材料移除应用。

  3、光纤激光器弯曲的应用

  光纤激光器在弯曲成型的应用技术主要是集中加热和快速自冷切导致在激光加热区域的可塑性变形,永久性改变被加热材料的曲率。用激光处理的微弯曲远比其他方式具有更高的精密度,同时,这在微电子制造中是一个很理想的方法。更是成果研究方面的一大进步。

  连续光纤激光器为硬盘驱动器工业在24/7生产环境中提供了一种高性能和高可靠的工具来精确弯曲半导体、陶瓷和金属组件。精细可控的光纤激光光束满足了磁盘驱动器厂家的需求,为其在一系列更小的装置上提供更加精确和重复性能的弯曲方法。其他的优点包括在生产过程中不需要保护装置或耗材,使得生产投资达最小。

  4、光纤激光器切割的应用

  光纤激光器的横空问世,提供了很多优点来维持高增长和高产量。单模光纤激光器不需要反射镜对焦,不再需要闪光灯的更换,完全免维护,紧凑的风冷设计又节约了昂贵的超净厂房空间。

  随着光纤激光器的功率不断进步,光纤激光器在工业切割方面得以被规模化应用。比如:用快速斩波的连续光纤激光器微切割不锈钢动脉管。由于它的高光束质量,光纤激光器可以获得非常小的聚焦直径和由此带来的小切缝宽度正在刷新今天医疗器件工业的标准。

  光纤激光器的优良性能决定了它比其他激光器拥有更多的优势。特别是电光转换效率高,光束质量好,泵浦源寿命长,使用方便,环境适应能力强,空气冷却等优点,使它在激光应用技术领域中呈现出美好的应用前景。

  下面来看激光器领域中几类激光器性能的比较:

有关参数 CO2 LP-Nd-YAG DP-YAG HPEL
波长/um 10.6 1.06 1.06 1.00~1.10
电-光效率/1% 5~10 1~3 5~10 12~20
功率/KW 1~20 0.5~5 0.5~10 0.01~10
光束参数/mm·mrad >100 50~80 25~50 1~20
石英光纤传输
体积 最大 较大 非常小
维修周期/khr 1~2 <1 3~5 40~50
运行年费(1KW,8小时/天)/万元 21.3 65 30 2.9

  通过激光器性能来看光纤激光器在材料加工和制造方面的应用:

金属切割 500W~2KW
金属焊接和硬焊 500W~20KW
金属淬火和涂敷 2~20KW
玻璃和硅切割 500W~2KW
聚合物和复合材料切割 200W~1KW
快读印刷和打印 20W~1KW
软焊和烧结 50~50W
消除放射性沾染 300W~1KW

  总结:光纤激光器在激光技术领域成为目前研究最为活跃的激光光源之一。它几乎能满足所有的生产线。它已经引起激光科技人员和企业工程技术人员的极大关注。展现出了一个美好的应用前景。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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