光纤激光器金属雕刻

光纤激光器在金属雕刻方面的应用Presentation光纤激光器优势

光纤激光器简述

光纤激光器原理特征

光纤激光器的应用1234核心内容在科学技术迅猛发展的今天，人们对各种产品的要求越来越高，从而促使产品更新换代的速度也越来越快。在许多生产加工领域，激光作为一种特殊的能源和工具，能实现以往难以实现的目标。由于激光的高方向性，高单色性，高相干性等优点，使激光的应用得到了广泛的发展。

激光应用优势及特点简述光纤激光器

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路便可形成激光振荡输出。光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设，作为其他激光器的泵浦源等等。金属激光镭射雕刻机图例由于光纤激光器采用的工作介质具有光纤的形式，其特性要受到光纤渡导性质的影响。进入到光纤中的泵浦光一般具有多个模式，而信号光电可能具有多个模式，不同的泵浦模式对不同的信号模式产生不同的影响，使得光纤激光器和放大器的分析比较复杂，在很多情况下难以得到解析解，不得不借助于数值计算。光纤中的掺杂分布对光纤激光器也产生很大的影响，为了使介质具有增益特性，将工作离子（即杂质）掺杂进光纤。一般情况下，工作离子在纤芯中均匀分布．但不同模式的泵浦光在光纤中的分布是非均匀的。因而，为了提高泵浦效率，应该尽量使离子分布和泵浦能量的分布相重合。在对光纤激光器进行分析时，除了基于前面讨论的激光器的一般原理，还要考虑其自身特点，引入不同的模型和采用特殊的分析方法，以达到最好的分析效果。

和传统的固体、气体激光器一样，光纤激光器也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本要素组成。泵浦源一般采用高功率半导体激光器，增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生白发辐射。所产生的白发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后，最终形成稳定激光输出。光纤激光器原理特征

半导体器

……光纤激光器

器件与光纤的耦合损耗大

转换效率高，激光阈值低等第三代激光技术的代表光纤激光器的优势

光纤激光器具有波导式的结构，可以在光纤纤芯中产生较高的功率密度。它所基于的硅光纤的工艺现在已经非常成熟，因此可以制作出高精度，低损耗的光纤。如果光纤的选择使泵浦和信号波长均运行于单模工作状态，则泵浦和信号光场之间的重合性非常好。由于光纤的几何特点，使得这种结构具有较高的面积一体积比，因而其散热效果很好。以上这些特点就决定了硅为基质的光纤激光器可以在较低的功率泵浦下工作在连续的输出状态，而其它块状玻璃介质的激光器一般仅能工作在脉冲状态，常需要相当高的泵浦能量以获得激光输出。

光纤激光器的优势由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽，光纤激光器的可调谐性强。能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。且具有高的电光效率，能够综合电光效率高达20%以上，大幅度节约工作时的耗电，节约运行成本。由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。因其稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多输出激光波长多。光纤激光器可以提供许多输出波长，其中某些波长对于光通信是非常重要的。输出光波长由掺杂到纤芯中的稀土元素离子所决定。在光谱段上1．33f4m和1．55flm波长的输出是最重要的，因为它们对应于光通信的两个低损耗窗口。1．55捍m的输出操作可以利用半导体器件作为泵浦源，因此意味着用较低的成本即可实现有价值的激光输出。目前，利用光纤激光器得到了2—3捍m范围内的激光谱线输出，这个波段的输出在更低损耗的中红外通信中有着潜在的应用价值激光金属雕刻

光纤激光器在金属雕刻方面的应用

浅雕

深雕

光纤激光器在金属雕刻方面的应用

金属雕刻是激光打标领域的一项典型应用，即用激光光束将特定部分的金属材料去除，从而实现想要达到的效果或标识。在金属雕刻应用中，激光光束就像雕刻时使用的凿刀，将多余的金属材料凿掉。激光金属雕刻分为浅雕和深雕两种。通常浅雕的雕刻深度为5～25祄；深雕的深度一般较深，具体深度取决于不同的材料、所用激光的功率以及雕刻的时间。深雕主要用于雕刻磨具、印章等。一般来讲，雕刻深度与被雕刻材料对激光的吸收情况、激光的功率以及激光在被雕刻材料上的作用时间等因素有关。深雕通常需要较长的作用时间。在各种金塑材料的表面，都可以进行深雕和浅雕，比如雕刻标识码、公司商标以及更加复杂的图像等。激光金属深雕的优点光纤激光器在金属雕刻方面较传统的机械式金属雕刻具有很多优点。其中最大的优点是激光雕刻无需与被雕刻的工件接触，因此省去了许多夹具和刀具。另外激光雕刻的高精度特性，也特别适用于复杂图形的加工。光纤激光器是过去5年中发展起来的一项新技术，具有可靠高、免维护以及光斑模式好等特点，已经在雕刻领域获得了广泛应用。与其他类型的激光器相比，光纤激光器由于具备脉宽短、重复频率高、峰值功率大等优点，在雕刻加工时，大大减少了热效应带来的负面影响，使得加工品质更加卓越，加工效率也大大提高。激光金属雕刻应用

激光雕刻是利用高能量密度的激光束在物体表面制作永久性的图案。激光雕刻系统是集激光、光学、机械、电子和计算机等技术为一体的光电机一体化设备。激光雕刻加工就是将高能量的激光束，投射到材料表面，利用激光产生的热效应，在材料表面产生清晰图案的激光加工过程，它是激光加工方式中的一种。一般说来，激光雕刻加工按加工效果一般分为如下三种：激光雕刻线条加工