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全光纤激光器是什么_全光纤激光切割机百科

文章作者:激光切割机厂家 发布时间:2021-01-11 10:42:59 浏览次数:0

全光纤激光器是什么?全光纤激光器有很多显著的特点,在很多方面都表现出明显的优势。本文由河北信尔自动化设备有限公司为您带来全光纤激光切割机百科。


全光纤激光器是什么_全光纤激光切割机百科


全光纤激光器


全光纤激光器需要使用各种特种光纤,如双包层有源光纤、双包层光纤、能量传递光纤等,随着输出功率的变大,对特种光纤的技术要求也越来越高,因此特种光纤的发展对光纤的发展起着重要作用 特种光纤的发展对光纤激光器的发展起着重要作用。

以光子晶体光纤为代表的新一代特种光纤将越来越多地应用于光纤激光器的发展。特种光纤的发展使有源光纤的增益更高,接收的功率密度更大,对泵浦光的吸收更有效光栅的制造更容易,光栅的稳定性更好,光栅在光纤激光器上的应用也更广泛。

使传输光纤能够提供更高的功率,使高功率激光束能够传输到更远的距离,并扩大其可传输的波长范围。实现泵的耦合更容易,泵的功率电阻更高,损耗更低等。


全光纤激光器的结构


高功率光纤激光切割机的腔体结构主要有两种:一种是传统的光腔,利用散装光学元件构建空间耦合的腔镜,实现泵浦耦合。另一种是采用全光纤元件的全光纤激光谐振器。这两种结构的光纤激光器都采用稀土离子掺杂光纤作为增益介质。

其中,空间耦合结构的谐振器与传统的固态激光谐振器相同,两片涂膜透镜起到正反馈、选模和输出耦合的作用,它们构成了激光谐振器的反射式大功率全光纤激光器及其主要器件技术研究腔镜。这样的空间耦合激光器有很多实际的缺点:

(1)环境机械振动和温度变化很容易造成空间耦合谐振器的漂移,使激光束不能正常输出;

(2)两个谐振器镜面对环境的清洁度、温度、湿度等有较高的要求;

(3)这种空间耦合谐振器是以这样的空间耦合谐振器难以封装,不利于光纤激光器的实际应用和商业化;

 (4)需要二色镜和透镜组来完成泵浦光耦合和激光谐振,这些元件会造成损耗,增加激光阈值,降低激光转换的斜率效率。这些缺点大大降低了空间耦合光纤激光器的实际使用价值,通常需要专家进行维护。

全光纤结构的激光谐振器采用全光纤元件,整个激光谐振器通过光纤熔接集成。这种结构不仅简化了光纤激光器的结构,使其结构紧凑,免于维护,而且泵浦光耦合效率高,可达95%以上,在实践中具有重要的应用前景。


全光纤激光器的优点和特色


全光纤激光器有很多显著的特点,在很多方面都表现出明显的优势。

1、增益介质的表面积/体积比大

光纤激光器采用光纤作为增益介质,由于表面积/体积比大,具有非常好的散热性能,因此即使在功率非常大的光纤激光器中,增益介质也不会受到热损伤,一般不需要对增益介质采用特殊的散热措施,这是光纤激光器的独特之处,因为其他类型的激光器需要解决增益介质的散热问题。

2、好的双波导限幅机制

高功率全光纤激光器采用双包层有源光纤,信号激光束在纤芯中产生和传输时采用小直径圆形对称波导结构,为信号激光束在纤芯小直径波导的限制下获得理想的光束质量和非常小的光斑提供了条件 如图1所示。 这种双波导结构的全光纤激光器,其优良的光束质量和微小的光斑直径在激光应用中具有重要意义,可以简化后续应用设备的光学系统,减小体积,增加工作距离,减少激光聚焦光斑,提高工作效率,提高加工深度。 较高,加工深度可以更深,加工质量可以更好。

3、固有的全封闭式柔性光路

全光纤激光器的光路完全由光纤和光纤元件组成,光纤和光纤元件通过光纤熔接技术连接,使整个光路完全封闭在光纤波导中。当这种自然的全封闭光路形成后,它本身就成了一个系统,不需要再添加任何单独的隔离措施,实现了与外界环境的隔离。由于光纤薄而柔韧,光路可以沿着细而窄的导管运行,因此全光纤激光器可以在相对较差的环境中工作,输出光可以穿过狭窄的缝隙或沿着狭窄的导管远程传输。这些特点在工业应用中具有很大的优势,不仅可以适应相对较差的工作环境,而且激光可以远离光斑,可以将激光引入以前难以到达的区域,光斑可以非常方便地移动和改变,激光可以被多个加工共享。 光斑可以非常方便地移动和改变,激光可以由多个加工点共享,激光加工设备的设置具有很高的灵活性。

4、光路免维护

所有光纤激光器的光路都是由光纤和光纤元件组成的,光纤和光纤元件通过光纤熔接技术连接,使光路形成一个整体,这样形成的连接结构和连接参数长期稳定,而且光纤和光纤元件本身是免维护的。 如果元件本身长期稳定,则整个光路长期稳定,已经证明不需要维护。尤其是这种免维护的特性,并非无法维护,整个光路可以根据需要进行维护和保养,这使得全光纤激光器的光路比气体激光器、固态激光器等需要经常维护和保养的激光器更加稳定和免维护。 指出,免维护的特性非常不错,全光纤激光器的可维护性和可维护性明显优于半导体激光器的不可维护性。

5、寿命长

采用单宽发射区的半导体泵浦激光器作为光纤激光器的泵浦源,制造几十万小时的长寿命光纤激光器在技术上是可行的,全光纤激光器具有长寿命的特点。

6、体积小重量轻

全光纤激光器的光路为绕组光路,光路占用空间小,当采用单台宽发射区半导体泵浦激光器作为泵浦光源时,泵浦激光器采用分布式安装,具有良好的散热特性,如果安装密度不高,采用风冷即可,如果安装密度大,采用少量水流即可满足散热要求。

7、节水节能成本

光纤激光器具有优良的热性能,光电效率高,节水节电,对长期免维护使用尤为重要,可节省大量的维护费用和做法,提高工作效率。

8、成本在下降

所有光纤激光器的光路完全由光纤和光纤元件组成,材料容易获得,所以在技术、产品和市场成熟后,成本可以大大降低。除光路部分外,半导体泵浦激光器是构建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扩大,大大降低半导体泵浦激光器的成本是一种必然趋势。

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