光纤激光器连续与脉冲，该如何选择？

2023-12-20 17:41

光纤激光器以其结构简单，成本低廉，电光转换效率高，输出效果好的特点，在工业激光器中占比逐年提升。据统计，2020年工业激光器市场中，光纤激光器占比已达52．7％。

以输出光束的特点分类，光纤激光器可分为连续激光和脉冲激光两大类别。这两者有什么技术区别，各自适合于怎样的应用场景？以下对一般情况的应用进行简单对比。

顾名思义，连续光纤激光器输出的激光是连续不断的，功率维持在一个固定的水平，这个功率即为激光器的额定功率。长时间稳定运行时连续光纤激光器的优势所在。

而脉冲激光的激光是“时断时续”的。当然，这个断续的时间往往很短，通常以毫秒、微秒，甚至纳秒、皮秒为单位。相对连续激光，脉冲激光的强弱处于不断变化中，所以有着“波峰”和“波谷”的概念。

通过脉冲调制，脉冲激光可以快速释放，在波峰位置达到极大的功率，但由于存在波谷，所以平均功率相对较低。可以想象，如果平均功率一样，那么脉冲激光的功率峰值可以远远大于连续激光，实现比连续激光器更大的能量密度，体现到金属加工上就是有更大的熔深穿透能力，同时，也适合于不能承受持续性高热量的热敏材料，以及一些高反射率材料。

通过两者的输出功率特点，我们可以分析得出应用上的区别。

连续光纤激光器通常适合于：

· 大型设备加工，如车船机械，大型钢板的切割加工，以及其他对热效应不敏感，但对成本较敏感的加工场合

· 在医疗领域中被用于手术切割和凝固，比如外科手术后止血等

· 广泛应用于光纤通信系统中，用于信号传输和放大，具有高稳定性和较低的相位噪声

· 在科学研究领域中用于光谱分析、原子物理实验和激光雷达等应用，可提供高功率和高光束质量的激光输出

而脉冲光纤激光器通常适合于：

· 不能承受太强热效应、或者质地较脆材料的精密加工场合，如对电子芯片、陶瓷玻璃、医用生物零件的加工

· 材料反射率较高，容易因反射损坏激光头本身。比如对铜、铝材料的加工

· 对易受损基材的外部进行表面处理或清洗

· 需求短时间的高功率，深穿透力的加工场合，如厚板切割，金属材料打孔等，

· 需要应用脉冲作为信号特征的场合。比如光纤通信和光纤传感器等等

· 在生物医学领域中用于眼科手术、皮肤治疗和组织切割等，具备较高的光束质量和调制性能

· 3D打印中，实现较高精度和复杂结构的金属零件制造

· 先进激光武器等

脉冲光纤激光器和连续光纤激光器在原理、技术特点和应用方面存在着一些区别，各自适用于不同的场合。脉冲光纤激光器适用于需要高峰功率和调制性能的应用，如材料加工和生物医学；而连续光纤激光器适用于需要高稳定性和高光束质量的应用，如通信和科学研究。根据具体需求选择合适的光纤激光器类型，将有助于提高工作效率和应用质量。