光纤激光器由于结构简单、成本低廉、电光转换效率高、输出效果好,在工业激光器中所占的份额逐年增加。据统计,2020年光纤激光器占工业激光器市场份额为52.7%。
根据输出光束的特性,光纤激光器可分为两类:连续激光和脉冲激光。两者在技术上有何区别,各自适合哪些应用场景?下面对一般情况下的应用进行简单对比。
顾名思义,连续光纤激光器输出的激光是连续的,功率保持在固定水平。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“间歇性”的。当然,这个间歇时间往往很短,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的,因此有“波峰”和“波谷”的概念。
通过脉冲调制,脉冲激光可以快速释放,并在峰值位置达到最大功率,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,这体现在具有更大的穿透能力。金属加工。同时也适用于不能承受持续高温的热敏性材料,以及一些高反射率材料。
通过两者的输出功率特性,我们可以分析应用差异。
连续光纤激光器通常适用于:
1、大型设备加工,如车船机械、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.用于医疗领域的手术切割和凝固,如手术后止血等。
3.广泛应用于光纤通信系统中进行信号传输和放大,具有高稳定性和低相位噪声
4.应用于科学研究领域的光谱分析、原子物理实验和激光雷达等应用,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、不能承受强热效应的材料或脆性材料的精密加工,如电子芯片、陶瓷玻璃、医用生物零件的加工
2、材料反射率高,很容易因反射而损坏激光头本身。例如铜、铝材料的加工
3、易破损基材外部的表面处理或清洗
4、需要短时大功率、深穿透的加工场合,如厚板切割、金属材料钻孔等。
5、需要用脉冲作为信号特征的场合。如光纤通信、光纤传感器等。
6.应用于生物医学领域眼科手术、皮肤治疗和组织切割等,具有高光束质量和调制性能
7.在3D打印中,可以实现精度更高、结构复杂的金属零件制造
8、先进激光武器等。
脉冲光纤激光器和连续光纤激光器在原理、技术特点和应用方面都存在一些差异,并且各自适用于不同的场合。脉冲光纤激光器适用于需要峰值功率和调制性能的应用,如材料加工和生物医学,而连续光纤激光器则适用于需要高稳定性和高光束质量的应用,如通信和科学研究。根据具体需求选择合适的光纤激光器类型将有助于提高工作效率和应用质量。
发布时间:2023年12月29日