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连续光纤激光器和脉冲光纤激光器如何选择?

光纤激光器凭借其结构简单、成本低、电光转换效率高、输出效果好等特点,在工业激光器中的占比逐年提升。据统计,2020年光纤激光器占据了工业激光器市场的52.7%。

根据输出光束的特性,光纤激光器可分为两类:连续激光脉冲激光器两者在技术上有哪些区别?又分别适合哪些应用场景?以下简单比较一下一般情况下的应用。

顾名思义,连续光纤激光器输出的激光是连续的,并且功率维持在一个固定的水平,这个功率就是激光器的额定功率。连续光纤激光器的优点是可以长期稳定运行。

脉冲激光的激光是“间歇的”。当然,这种间歇的时间往往很短,通常以毫秒、微秒,甚至纳秒、皮秒来衡量。与连续激光相比,脉冲激光的强度是不断变化,因此有“波峰”和“波谷”的概念。

通过脉冲调制,可以实现脉冲激光的快速释放,并在峰顶位置达到最大功率,但由于波谷的存在,平均功率相对较低。可以想象,如果平均功率相同,脉冲激光的功率峰值可以远大于连续激光,实现比连续激光更大的能量密度,体现在金属加工中更大的穿透渗透能力。同时,它也适用于无法承受持续高热的热敏性材料,以及一些高反射率材料。

通过两者的输出功率特性,我们可以分析出应用上的差异。

CW光纤激光器通常适用于:

1.大型设备加工,如车辆船舶机械、大型钢板切割加工等对热效应不敏感,但对成本较敏感的加工场合

2.医疗领域用于手术切割、凝固,如手术后止血等。

3.广泛应用于光纤通信系统中的信号传输和放大,具有高稳定性和低相位噪声

4.应用于科研领域的光谱分析、原子物理实验、激光雷达等应用,提供高功率、高光束质量的激光输出

脉冲光纤激光器通常适用于:

1.不能承受强热作用的材料或脆性材料的精密加工,如电子芯片、陶瓷玻璃、医疗生物部件的加工

2. 材料反射率高,容易因反射而损坏激光头本身。例如加工铜、铝等材料

3. 易损坏基材外部的表面处理或清洁

4、需要短时间大功率、深度穿透的加工场合,如厚板切割、金属材料钻孔等。

5.需要利用脉冲作为信号特征的场合。如光纤通信、光纤传感器等。

6. 用于生物医学领域的眼科手术、皮肤治疗和组织切割等,具有较高的光束质量和调制性能

7. 3D打印可实现精度更高、结构更复杂的金属零件制造

8、先进激光武器等。

脉冲光纤激光器与连续光纤激光器在原理、技术特点和应用方面存在一些差异,各自适用于不同的场合。脉冲光纤激光器适用于对峰值功率和调制性能有较高要求的应用,例如材料加工和生物医疗;而连续光纤激光器则适用于对稳定性和光束质量有较高要求的应用,例如通信和科研。根据具体需求选择合适的光纤激光器类型,有助于提高工作效率和应用质量。


发布时间:2023年12月29日