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光纤激光器优点

光纤激光器

  光纤激光器一直是激光范畴内备受关注与重视的焦点。光纤激光器跟气体激光器比较起来有着尤为明显的优势。主要优势有易操作、运作成本低、质量优良、重量轻便、体积精小等。

光纤激光器增益介质的表面积/体积比大

  光纤激光器采用光纤做增益介质,具有很大的表面积/体积比,这使其具有非常好的散热性能,因此,即使非常高功率的光纤激光器,增益介质也不会受到热损害,一般无需对增益介质采取特别的散热措施,而其他种类的激光器,增益介质的散热问题是需要ZD考虑的,因此,该特点是光纤激光器所独有的。

光纤激光器优点.jpg

光纤激光器具有优异的双波导限制机制

  高功率光纤激光器采用双包层有源光纤,这种双包层光纤是一种双波导结构,高功率的多模泵浦光被限制在直径较大的内包层中传输,为采用高功率廉价的多模泵浦光提供了条件,信号激光在直径很小的具有圆对称波导结构的纤芯中产生和传输。

  在小芯径纤芯波导的限制下,信号激光可获得理想的光束质量和极小的出光光斑直径,这是光纤激光器独具吸引力的重要特点,在高功率激光器中,目前还没有一种激光器能够超越。优异的光束质量和极小的出光光斑直径在激光应用中具有非常重要的意义,可使后续应用设备的光学系统更简单,体积更小,工作距离更长,激光聚焦光斑更小,工作效率更高,加工深度更深,加工质量更好等等。

光纤激光器具有固有的全封闭柔性光路

  光纤激光器的光路全部由光纤和光纤元件构成,光纤和光纤元件之间采用光纤熔接技术连接,整个光路完全封闭在光纤波导中。这种天然的全封闭性光路一旦形成,无需另加隔离措施即可自成体系,实现与外界环境的隔离。由于光纤细小并具有很好的柔性,光路可盘绕和沿细小的管道穿行,因此,光纤激光器能够在比较恶劣的环境下工作,输出光可穿过狭小的缝隙或沿细小的管道进行远距离传输。

  光纤激光器这些特点在工业应用中优势巨大,激光器不但能适应比较恶劣的工作环境,而且可使激光器远离出光点,可将激光引入到以前很难到达的地方,可非常容易移动和改变出光点,实现多加工点共用一台激光器,可使激光加工设备的设计具有更高的灵活性等等。

光纤激光器光路具有免维护特性

  光纤激光器的光路全部由光纤和光纤元件构成,光纤和光纤元件之间采用光纤熔接技术连接,因此,光路一旦完成,即形成一个整体。实践证明,这样形成的连接结构和连接参数将长期保持稳定,如果光纤和光纤元件本身能有长期稳定性,整个光路将长期稳定,无需维护。

  这种免维护的特性并非不可维护和维修,在需要的情况下,整个光路的维护和维修同样可以进行,因此,与气体和固体等激光器需要频繁的维护和维修相比,光纤激光器光路的免维护特性异常优异,而与半导体激光器的不可维修性相比,光纤激光器的可维护性和可维修性又表现出明显的优势。

光纤激光器寿命长

  光纤激光器采用单条宽发光区半导体泵浦激光器作为光纤激光器的泵浦源,具备长寿命的特点,因此,制作具有几十万小时的长寿命光纤激光器在技术上已经可行。

光纤激光器的体积小重量轻

  光纤激光器由于光路可盘绕,光路占用空间较小,在采用单条宽发光区半导体泵浦激光器做泵浦源的情况下,泵浦激光器可分散安装,具有很好的散热特性,在安装密度不高的情况下,采用风冷即可,在安装密度较高的情况下,只需少量通水即可满足散热要求,因此,光纤激光器的体积比同样输出功率的气体和固体激光器系统更小,重量更轻。

光纤激光器.jpg

光纤激光器输出功率大

  光纤激光器输出功率在突破100W以后,输出功率水平飞速增长,只用了三年多时间,达到的输出功率水平已经超过了YAG固体激光器和CO2气体激光器用三十多年达到的输出功率水平,目前光纤激光器的实验室水平已经超过10万瓦,3万瓦的光纤已经商品化,已经销售的光纤激光器,输出功率为17000W。可以预见,光纤激光器将成为长时间连续输出功率Zda的激光器。

光纤激光器能节水、节电、节成本

  光纤激光器具有优异的热性能,电光效率较高,节水节电,尤其重要的是可长期免维护使用,可节约大量维护经费和时间,提高工作效率。

光纤激光器造价低

  光纤激光器的光路全部由光纤和光纤元件构成,由于原料易得,在技术、产品和市场成熟之后,可大幅度降低成本。除光路部分外,半导体泵浦激光器是构成光纤激光器成本的主要部分,从光通信的发展历史和经验来看,随着技术的发展和市场容量的不断扩大,大幅度降低半导体泵浦激光器的成本将成为必然趋势。


2005-01-28
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