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近几十年来,包层泵浦光纤激光器在激光行业取得了巨大成功,最近的报告显示,这种快速增长将在未来保持良好的趋势。无论是用作中标的低功率光纤激光器,还是用作切割和焊接的高功率光纤激光器,市场份额都在迅速扩大。最近的一份报告显示,用工业激光,仅次于市场金属板的光纤激光器将迅速达到CO2激光器。另外,作为生产皮秒和飞秒短脉冲激光的最重要组成部分,光纤放大器、光纤光束镜等光纤激光组成部分也被普遍使用。

倒计时(QCW)光纤激光器本文介绍了市场上迅速崛起的第三种光纤激光器。被称为固定倒计时(QCW)激光器的近红外光纤激光器正在迅速取代历史悠久的Nd:YAG灯泵激光器。全光转换效率、稳定性、豁免、稳定性、小占地面积等光纤激光器与其他激光器相比,被很好地证明是核心优势。

倒计时光纤激光器不具备所有这些优点。自2011年获得国际光工程学会颁发的Prism奖以来,倒计时光纤激光器已经实现了产品系列的全面发展,部分型号最大功率为20kW。由于切割和钻孔应用在《激光微加工工艺在规模生产中的应用于》曾多次争论,我们将讨论倒计时光纤激光器的其他更好应用。

开发倒计时光纤激光器的想法是将光纤激光器的优点引入平均功率低、频率低的脉冲激光焊接中,例如图1右侧的有限热传导点焊。但是研究人员很快发现,这些高亮度能源可以用于更小的核心直径的传输光纤。

本质上,倒计时光纤激光器可以连接到核心大小超过15米的单模光纤(核心大小超过15米的单模光纤),提供非常精细的切割和钻孔性能。图1中典型的有限热传导点焊许多光纤激光器(但不是全部)与其他激光工艺不同的特点是单核结二极管激光器泵源。作为世界高功率光纤激光器的领导者,多亏了这种单核结二极管的稳定性和寿命,进展顺利。

用于单核二极管泵而不是二极管条或阵列的一个明显优点是,可以在0100%的频率范围内泵出活动光纤。也就是说,可以在0100%的频率范围内调节倒计时激光。这个调整范围在QCW光纤激光器中有一定的限制。

基本上,光纤激光器的活动光纤核心直径本身特别小,因此无法配置单模输入。这不仅需要有效地分解一致的光束,还可以用非常高的表面积/体积比率自行加热光纤。这解决了温度波动及相关热效应问题,确保了非常柔软的光束输入。

使用小芯径源光纤输入激光束的另一个最重要的是,必要时可以通过单模被动光纤(称为传输光纤)将激光输入激光加工头。在这种情况下,光束提供第二亮度和讨论性能。在许多材料加工应用中,专业技术人员可以通过短芯直径小的传输光纤或简单地添加一个光耦合器等,在一台激光上获得不同的光束直径和光斑大小。

减少的多泵二极管只需要非常简单的终端活动光纤。将这些二极管的频率限定板限制在10%可以大大减少市场对电源的需求,但当激光处于脉冲模式时,可以产生10倍以上的瞬时(峰值)功率。一些模型甚至可以在几毫秒的脉冲宽度内产生高达60J的脉冲能量。破坏激光耦合或金属表面的反射率开始一次焊接的能力与激光脉冲的最高功率密切相关。

由于确定的QCW脉冲激光享有较低水平的最高功率,这种结合能力得到了很大的加强。由于这些特性,QCW激光在低功耗激光焊接应用领域对传统的灯泵激光和倒计时激光具有非常强的竞争力。
需要注意的是,倒计时光纤激光器的开发思路是点焊,因此150瓦倒计时激光器必须67毫秒产生10J调制脉冲能量。

光束峰值功率与反向输出功率完全相同,为150瓦。右图中的公式显示,这种低峰值功率的光束分解的最高功率密度(即辐射度)不会更低。|LOL比赛投注网站。

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