【yag激光器】光纤激光器与YAG激光器,该如何选择呢?

社会民生 · 2021-12-15

光纤激光器

一、原理:光纤一般是以SiO2为基质的玻璃固体纤维,主要用于光纤通信,其光的原理是光的整体内部反射机制。普通裸光纤一般由中央高折射率玻璃芯、中低折射率硅玻璃包层和最外层强化树脂涂层组成。

光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤:中央玻璃核心很细,只能传输一种模式的光,其模式之间的色散很小,具有选择模式和限制模式功能。多模式光纤:中央玻璃核心很粗,可以传输多种模式的光,但模式之间的色散很大,传输的光不纯。

二、优点:光纤激光器具有体积小、能耗低、寿命长、稳定性好、无需维护的多频段、环保等特点,以其优良的光束质量、稳定的性能和极高的光电转换效率,得到了众多激光行业相关人士的认可。光纤激光器以其出色的可靠性、出色的光束质量和较低的运营成本,为激光加工业确立了新的标准。

增益介质长,耦合效率高,发热好,结构简单,使用灵活,输出激光束质量好,输出波长范围广。

1.大功率光纤激光器都是双包层光纤,泵浦光接触外包层,能量被吸收,部分转化为激光,使得包层的材料和结构对光纤激光器产生了巨大的影响,目前各国开发了圆形、D型、矩形、不稳定腔、梅花型、方形等多种形状的光纤

2.这种不需要热电制冷器的大功率宽多模二极管可以在高温下工作,只要简单的风冷,成本就低。

3.宽泵波长范围

高功率光纤激光器内的活性包光纤混合了铒/镱稀土元素,并且具有宽而平坦的光波吸收区域,因此泵二极管不需要任何类型的波长稳定装置

4.高效泵浦光多次跨越单模光纤芯,因此利用率很高。

5.高可靠性

侧面泵使用光纤直接焊接耦合,不需要光学部件,第二防止光纤端面损坏,第三容易增加泵源的注入。新的蜈蚣式侧泵方式:光纤两侧直接焊接了大量纤维枝和LD尾部纤维,在每个点进行单泵,从而避免了强激光单点造成的非线性效应和模式恶化。

可以使用多个大功率LD单管作为泵源来代替LD集成阵列,以提高光源图案,第二个可以轻松释放泵源的热量,从而延长寿命,第三个有助于服务更换。使用发光面宽的LD作为泵源,可以大大降低LD发光点承受的光功率密度,从而提高寿命,通常可达到100,000小时。

应用:光纤激光器只消耗相当于1%的灯泵激光器所需的功率,效率是半导体泵固体激光器的两倍以上。

更高的效率、更长的寿命和更少的维护相结合,光纤激光所有者的成本非常有吸引力。光纤激光器在要求近红外高光速质量的激光应用领域非常有用。他们将特别关注小焦点光斑、高功率密度、比如餐桌式生产。一束100瓦激光输出光斑可以聚焦到5um那么小的地方。这相当于亮度为109瓦/cm2。

光纤激光器有多种应用领域,包括激光光纤通信、激光空间远距离通信、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光标记、激光切割、打印辊、金属非金属钻孔、切割、焊接、光纤激光器。在海军装备中,光纤激光器可以用作潜水通信、鱼雷探测、海心测量、水下探测和海基光控制武器。军事国防安全、医疗器械装备、大型基础设施等。

缺点:价格比较贵,一般只限于金属加工领域,非金属加工很可能没有成果。塑料、纸或布等材料。这类产业将继续由CO2激光统治,与传统激光切割机相比,光纤切割的优势是平面或斜切割,边缘整齐光滑。适用于金属板、玻璃等高精度的切割加工。比普通二氧化碳激光切割机更节省空间和气体消耗,光电转化率高,节能环保的新产品,也是世界上最好的科技产品之一。

光纤激光切割机具有很高的全光转换效率,其全光转换效率达到25%,比传统激光切割机的全光转换效率高几倍,而综合运营成本仅为传统激光切割机的15%。另一方面,光纤激光切割机体积小,激光发生器的占地面积不到1平方米,总占地面积约为50平方米,是传统激光切割机的三分之二。

二、YAG激光器

1.原理:YAG激光器是以铝石榴石晶体为基质的固体激光器。铝石榴石的化学式减少为Y3Al5O15,称为YAG。与其他固体激光器一样,YAG激光器的基本组成部分是激光工作材料、泵源和谐振器。

但是,由于掺入晶体中的活化离子种类不同,泵源和泵方式不同,谐振器的结构不同,采用的其他功能结构装置不同,YAG激光器可以根据输出波形分为连续波YAG激光器、中频YAG激光器、脉冲激光器等。根据工作波长的不同,分为1.06mYAG激光器、倍频YAG激光器、拉曼移频YAG激光器、可调YAG激光器等。可分为Nd:YAG激光、Ho、Tm、Er等的YAG激光,根据晶体的形状分为棒状和板状棒状YAG激光。根据输出功率,可分为高功率和中小功率YAG激光器等。

固体激光切割机对波长为1064nm的脉冲激光束进行扩展、反射、聚焦后,表面热量通过热传导扩散到内部,对激光脉冲的宽度、能量、峰值功率、重复频率等参数进行数字精确控制,瞬间蒸发材料的熔体,通过数字控制系统实现预定轨迹的切割、焊接、打孔。

2.特点:该机光速质量好、高效、低成本、稳定、安全、更精密、可靠性高,切割、焊接、冲压等多功能一体,是一款理想、精密、高效的柔性加工设备。

加工速度、效率、经济效果好,直边切割小,切面光滑,大深度警备和深比热变形极小,可在硬、脆、软等多种材料上加工。工具磨损,没有更换问题,没有机械变化,自动化,在特殊条件下加工泵效率最高可达20。

3.应用:激光切割、焊接、冲压金属材料:碳钢、不锈钢、合金钢、铝和合金、铜和合金、钛和合金、镍钼合金等材料。广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、石化、医疗、仪表、微电子、汽车等领域。不仅提高了加工质量,而且提高了工作效率。另外,YAG激光器可以为科学研究提供准确、快速的研究手段。

比其他激光

1.YAG激光器可以通过脉冲和连续两种方式工作,其脉冲输出可以通过调整Q和夹紧技术得到短脉冲和超短脉冲,从而提供比CO2激光器更大的处理范围

2.输出波长为1.06um,比CO2激光波长10.06um小一个等级,因此与金属的耦合效率高,加工性能好

3.YAG激光器体积小、重量轻、使用方便、服务要求低。

4.YAG激光器可以与光纤结合,通过时间分割和功率分割多路传输系统,可以轻松地将一束激光传输到多个站或远程距离站点,从而使激光加工变得更加灵活。

因此,在激光选择中,要考虑各种参数和实际要求,使激光发挥最大性能。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视剧),激光,激光,激光,激光,激光,激光,激光,激光,激光)

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