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淺談:光纖激光器的幾大優勢

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

光纖激光器就是用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器,光纖激光器可在光纖放大器的基礎上開發出來。在泵浦光的作用下光纖內極易形成高功率密度,造成激光工作物質的激光能級粒子數反轉,當適當加入正反饋回路便可形成激光振蕩輸出。那麽,你們知道光纖激光器有哪些優勢嗎?下麵AG亚游集团激光為您揭曉!

1.增益介質的表麵積/體積比大

光纖激光器采用光纖做增益介質,具有很大的表麵積/體積比,這使其具有非常好的散熱性能,因此,即使非常高功率的光纖激光器,增益介質也不會受到熱損害,一般無需對增益介質采取特別的散熱措施,而其他種類的激光器,增益介質的散熱問題是需要重點考慮的,因此,該特點是光纖激光器多獨有的。

2.優異的雙波導限製機製

高功率光纖激光器采用雙包層有源光纖,這種雙層光纖是一種雙波導結構,高功率的多模泵浦光被限製在直徑較大的內包層中傳輸,為采用高功率廉價的多模泵浦光提供了條件,信號激光在直徑很小的具有圓對稱波導結構的纖芯中產生和傳輸,在小芯徑纖芯波導的限製下,信號激光可獲得理想的光束質量和極小的出光光斑直徑,這是光纖激光器獨具吸引力的重要特點,在高功率激光器中,目前還沒有一種激光器能夠超越。優異的光束質量和極小的出光光斑直徑在激光應用中具有非常重要的意義,可使後續應用設備的光學係統更簡單,體積更小,工作距離更長,激光聚焦光斑更小,工作效率更高,加工深度更深,加工質量更好等等。

3.固有的全封閉柔性光路

光纖激光器的光路全部由光纖和光纖元件構成,光纖和光纖元件之間采用光纖熔接技術連接,整個光路完全封閉在光纖波導中。這種天然的全封閉性光路一旦形成,無需另加隔離措施即可自成體係,實現與外界環境的隔離。由於光纖細小並具有很好的柔性,光路可盤繞和沿細小的管道穿行,因此,光纖激光器能夠在比較惡劣的環境下工作,輸出光可穿過狹小的縫隙或沿細小的管道進行遠距離傳輸。這些特點在工業應用中優勢巨大,激光不但能適應比較惡劣的工作環境,而且可以使激光器原理出光點,可將激光引入到以前很難到達的地方,可非常容易移動和改變出光點,實現加工點公用一台激光器,可使激光加工設備的設計具有更高的靈活性等等。

4.光路具有免維護性

如前所述,光纖激光器的關穀全部由光纖和光纖元件構成,光纖和光纖元件之間采用光纖熔接技術連接,因此,光路一旦完成,即形成一個整體,實踐證明,這樣形成的鏈接結構和連接參數將長期保持穩定,如果光纖和光纖元件本身能有長期穩定性,整個光路將長期穩定,無需維護。需要特別指出的是,這種免維護的特性並非不可維護和維修,在需要的情況下,整個光路的維護和維修同樣可以進行,因此,與氣體和固體激光器需要頻繁的維護維修相比,光纖激光器光路的免維護特性異常優異,而與半導體激光器的不可維修性相比,光纖激光器的可維護性和可維修性表現出明顯的優勢。

5.壽命長

光纖激光器的光路具有長期穩定性,因此,需要與之匹配的長壽命泵浦激光器才能獲得整機的長壽命。發展低價格的長壽命多模泵浦激光器使發展長壽命光纖激光器的重點。單條寬發光區多模泵浦激光器就是這樣一種長壽命半導體泵浦激光器,其條寬一般取100mm,基本上已經接近105/125多模光纖的纖芯直徑,其有源區條寬是列陣半導體激光器的幾十倍,對單一發光條來說,同樣輸出功率和同樣注入電流情況下,其光功率密度和電流密度將降低幾十倍,有源區溫度也會有所降低,在忽略其他因素的前提下,單條寬發光區半導體泵浦激光器降低失效率的作用是異常顯著的。目前尾纖輸出功率大於5W的單條寬發光區半導體泵浦激光器的平均無故障工作時間已經達到50萬小時以上。采用單條寬發光區半導體泵浦激光器作為光線激光器的泵浦源,光纖激光器將具備長壽命的特點,因此,製作具有幾十萬小時得長壽命光纖激光器在技術上已經可行。

6.體積小重量輕

光纖激光器由於光路可盤繞,光路占用空間較小,在采用單條寬發光區半導體泵浦激光器做泵浦源的情況下,泵浦激光器可分散安裝,具有很好的散熱特性,在安裝密度不高的情況下,采用冷即可,在安裝密度較高的情況下,隻需少量通水即可滿足散熱要求,因此,光纖激光器的體積比同樣輸出功率的氣體和固體激光器係統更小,重量更輕。

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