简述光纤激光器的原理及发展
发布人:新特光电 时间:2020-01-16 关注:

高功率光纤激光技术是近年来光电子技术领域,特别是激光技术领域炙手可热的研究方向之一,已在工业制造、医疗、能源勘探、军事国防等领域获得了广泛应用。从整个高功率激光行业的发展趋势来看,光纤激光融合了光纤的波导特性和半导体的抽运特性,具有光束质量好、效率高、散热性好、结构紧凑、柔软性操作等突出优点,代表了高功率、高亮度激光的发展方向。

光纤激光器原理

利用掺杂稀土元素的光纤研制成的光纤放大器给光波技术领域带来了革命性的变化。由于任何光放大器都可通过恰当的反馈机制形成激光器,因此光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发。目前开发研制的光纤激光器主要采用掺稀土元素的光纤作为增益介质。由于光纤激光器中光纤纤芯很细,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”。因此,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡。另外由于光纤基质具有很宽的荧光谱,因此,光纤激光器一般都可做成可调谐的,非常适合于WDM系统应用。

和半导体激光器相比,光纤激光器的优越性主要体现在:光纤激光器是波导式结构,可容强泵浦,具有高增益、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、线宽窄、结构简单、可靠性高等特性,易于实现和光纤的耦合。

光纤激光器与二氧化碳激光器相比

近几年,光纤激光切割技术在行业中开始大量运用,在2014年,光纤激光器超越了CO2激光器成为最大份额的激光源。

光纤激光切割既提供了CO2激光切割可实现的切割速度和质量,而且维护和操作成本显著降低。

光纤切割技术能效性高,凭借光纤激光完整的固态数字模块、单一设计,光纤激光切割系统拥有高于CO2激光切割的电光转换效率。对于CO2切割系统的各个电源单元来说,实际一般利用率约为8%至10%,而光纤激光切割系统电源效率大约在25%至30%间。

光纤激光具有短波长的特性,从而提高切割材料对光束的吸收性,并且能够切割如黄铜和铜以及非导电性材料。更加集中的光束产生较小的焦点和较深的焦深,这样光纤激光可以快速切割较薄材料以及更加有效地切割中等厚度材料。

CO2气体激光系统需要定期维护,反射镜需要维护和校准,谐振腔需要定期维护;而光纤激光切割解决方案几乎不需要任何维护。和CO2切割系统相比,光纤切割解决方案更加紧凑,并且对生态环境的影响小,所以需要更少冷却,而且能源消耗明显降低。


(光纤激光器)

新特光电代理的高功率单模连续激光器设计紧凑,光纤传输,衍射极限光束质量,最高输出功率可达500W,脉冲激光器设计紧凑,光纤传输,衍射极限光束质量,最高输出功率可达100W。

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