光纤激光器与CO2激光器的比较

1、华屮科技大学李宇奥C02激光打标机上打标，例如纸质包装、塑料制品、皮革面料、玻璃陶瓷等。在武汉三工光电设备有限制造公司，激光打标机系列产品中包括了C02激光 打标机和光纤打标机。冃前的C02激光打标机一般都是采川的进HC02射频激光管, 其使用寿命可达24万小时，该款机型最快打标速度可达 7000mm/So C02激光打标机适合在绝大多数的非金属材质随着技术的升级，武汉三工光电设备制造有限公司研发出 10w便携式co2激光打标机，该机最大的特点是突破了传统 co2激光打标机体积过于庞大的缺点，能方便的集成在各类 生产线上，设备虽然体积减小了，但是功能上完全没有任何 损失。光纤激光打标机采用进口

2、激光器,配备高速振镜扫描 系统（打标速度7000mm/s）与专业激光打标软件。光纤激光打标机随着光纤激光器的价格不断下降，未来光纤激光打 标机是主流。由于光纤激光器采用的是模块化设计， 集成风冷装置，所以光纤激光打标机相对于其他的激光打标机来说体积更小。日前，三公光电公司推出了 一款体积更小的便携式激光打标机，整机只有电脑机箱一般大。光纤激光器相对于其他几种激光器来说光电转化效率更高，光束质量更好，所以光纤激光打 标机打出来的线条也更加的精细。光纤激光打标机适 合在各类金属与非金属材料上打标。光纤激光器的基本结构与原理光纤激光器的基本结构与固体激光器的结构基本相同O谐振腔腔镜可为反射镜、光纤光

3、栅或光纤环准直光学系统横流C02激光器基本结构及工作机理2闭极板3光桥4刷丛交换器5 箱体6凤机7.9变压器10.il Jff11.12 真空泵13.乞脚1A冷如水怦15电阳箝16( I 示器17. 1118. 1 個激光器厂家二氧化碳激光器激光器（以德国ROFIN DCO25为例）德国IPG光纤2000瓦激光器技术特点轴快流式激光器混气结构复杂，使用及维护成本庞 大，光束发散较大，不适合大台面切割。德国 rofin光器2500瓦以内光束能量密度比较集中为 基准模，最适合切割；由于其结构为板条式放电选 模很困难，所以2500瓦以上模式为多模（01、10等 多种模式并存），光束能量比较分散主要用

4、于焊接, 切割能力和2500瓦完全安全一样，切割稳定性低于 2500瓦。光纤激光器具有其它激光器（C02、HeNa、 DPL等）无法比拟的优点：技术成熟及其光 纤的可饶性所带来的小型化、集约化，高亮 度高转换效率 高能量输出高光束质童， 无需光学准直,无需机械稳定,省电无 需维修。激光器产生激光的气体消耗5.1元/小时没有气体消耗。光电转化效率8 炉 10%30%以上激光器内光路及机床外光路镜 片消耗373元/小时1.6元/小时，由于光纤激光器的諧振腔内无 光学鏡片，具有免调节、免维护.高稳定性 的优点。外光路仅为一根光纤传导。整个切 割系统只有切割头一片聚焦镜激光器电功率消耗35KW/小时7

5、kw/小时激光器水冷却系统电耗15KW/小时6kw/小时（含外光路光闸和切割头冷却）维护成本轴快流式激光器维护成本巨大，前镜尾镜 价格昂贵，涡轮机轴承寿命8000小时，8万 元每对。ROFIN DC025用于切割对激光器内 部射频阀影响太大，射频阀约9万元/根， 保修4000小时；另外rofin激光器需2000小 时点检一次，费用为5000元。免维护，胜任恶劣的 工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。光束特性ROFIN DC025横向边缘放电，光束呈不规则状态，内部需增加4片镜片对光束进行整形, 由于其原始光斑不规则，所以切割断面相 对粗糙，尤其在厚板上更明显。激光单模输出

6、，能量 呈高斯分布。原始光 束均匀，金属切割断 面完美。最大功能率4000瓦100000瓦脉冲性能升达到同样的功率，脉冲爬升时 间比快轴流激光器多五倍，峰值 功率持续时间远短于快轴流激光 器，所以打孔能力、转角加工质 量、消除零件下表面挂渣的能力 较差可调制成脉冲输出模式，最高频率 5KHz,响应时间小于lOOus,打孔能力 转角加工质量能量好，保证切割尖角 和拐角质量。可切割材料种类碳钢、不锈钢。连续大量切割不锈钢或仅小批量切割黄铜/铝板/ 铝合金/钛合金/硅钢/镀锌板等但 对射频管影响大。 可连续大量加工一些难加工的金属铜 (Cu) 彼铜(BeCu)、磷青铜 (Pbronze) 铝(Mo)

7、、不锈钢(SS)、 银(Ni)、铝(A1)、钛(Ti)、回火钢 (TS)等。1520亳米810毫米68亳米切割能力：碳钢不 18-20毫米8-10毫米5-6亳锈钢铝合金米(不能连续切割)切割板材速度厚板稍慢，由于割缝细，速度较薄板速度快，是C02切割速度的2-3倍, 切割质量好，断面完美。综上所述：1. 在切割质量及速度上光纤激光器优于二氧化碳激光器。2. 在使用成本上光纤激光器每小时成本比二氧化碳激光器 低44.23元（按工业用电每度电一元算），若每年工作 7200小时，则每年共节省费用31万多元。3. 由于没有外光路，在保养维护及故障率方面，同样大大 低于二氧化碳激光器，同时切割稳定性将将

8、远优于二氧化 碳激光器。4在一次性投入方面，光纤激光器要略高于二氧化碳激光器。C02激光器发展状况封离式慢速轴流横流快速轴流涡轮风机 快速轴流扩散型出现年代202020202020功率5001000200005000100005000光束质量 MF因子不稳定1.51052.51.2光束质量 Kt因子不稳定5351794.5从上表可以看出，早期的C02激光器取向激光功率提高的方向发展，单当激光功率达到一定要求后，激光器的光束质量受到重视，激光器的发展随之转移到提高光束质量上。 接近衍射极限的扩散冷却板条式C02激光器具有较好的光束质量，一经推出就得到了广泛 的应用，尤其是在激光切割领域，受到众多

9、企业的青睐。耦合效率高 晦低阈值光束质量好&窄线宽可实现3803 900 nm波段范同的激光输出 肩j已择性医方而的快速发浪HJJ析仪器圧光纤激光器的发展前景光纤激光器以光纤作为波导介质， 需庞大的制冷系统，具有罚跚瘵、光纤激光器通过掺杂不同的稀土离子过光纤光栅谐振腔的调节可实现波长选择且可调谐。与传统的固体激光器相比，IBO们正在努力对活体细胞、组织以及病毒转移特质进行实时测量和分析.这些应用对人类攻 克癌症等方而的研究至关重要。超快激光使得在对患者进行快速，出介入性诊断时可以取 得实时信息。现有超快激光的制造技术成本太高，系统的尺寸也IF常庞大，这些制约了市 场的发展。光纤激光器的很大一部

10、分应用可以走到超快激光而且光纤激光器的生产厂商 也着重从尺寸小巧方而推荐光纤的应用。生命和健康科学是一个出常强劲的市场.因为那 里会永远不断地出现新的应用，其中很多是基于激光的应用，并且医药也在不断寻求改进。 激光不再只局限为一种外科手术匸具，将会更加广泛地应用医学诊断（如细胞影像）、药 检、DNA排序、细胞分类以及蛋白质分析等方而。激光现已广泛应用于人们前所未闻的领 域中。未来光纤激光器的发展趋势将体现在以下几个方面:(1) 提高光纤激光器的本身性能：如何提高输出功率和转换效率，优化光束质量， 缩短增益光纤长度，提高系统稳定性并使其更加小巧紧凑，上述冃标将是未来光 纤激光器领域研究的重点；新

11、型光纤激光器的研制：在时域方ifii,具有更小占空比的超短脉冲锁模光纤激 光器一直是激光领域的研究热点。高功率飞秒量级脉冲光纤激光器一直是人们长 期追求的冃标，该领域研究的突破不仅可以给光通信时分复川(OTDM)提供理想的 光源，而且可以有效带动激光加工、激光打标及激光加密等相关产业的发展；在 频域方而，宽带输出并可调谐的光纤激光器将成为研究热点。近年来，一种采川 ZEBLAN材料(zr, Ba, La, Al, Nd)为激光介质的非线性光纤激光器引起了人们 的重视。这种激光器具有相当宽的带宽和低损耗.可实现波氏上转换几个波段。 可以预见，随着相关技术的完善，光纤激光器将向更广阔的领域发展，并有可能 成为替代