多图对比，让你秒懂光纤激光器里的“单模”和“多模”

光纤激光器以其高电光转换效率，高稳定性，高光束质量和低使用成本等优点，在激光加工领域正越来越受市场欢迎，且作为一种极优质的光源，近年来成本也在不断下降，所以传统的固体及气体激光器市场，都在不断被光纤激光器蚕食。随着加工的要求越来越高，对光纤激光器的要求也更加多元和苛刻，一些以前不为人熟知的行业概念也随之被频繁提起。“单模”、“多模”就是这样一对高频词。下面我们结合图示，尝试着做一些简单的解释。以供大家后期在面对选择时不再盲目。

众所周知，光纤激光器所激发光束的能量分布近似于“高斯分布”，所以也被成为“高斯

高斯光束的能量分布

理论解释

我们简单看一下光纤激光器的原理和构造，它是由泵浦源、多模耦合器 （合束器）、光纤光栅、有源光纤、光束校准输出模块以及无源光纤（能量输出光纤）等组成。当激光器内部只有一个泵浦模块时，就称之为单模激光器，而多个泵浦模块组合在一起，通过合束器让多束泵浦光进入有源光纤中，这样可以得到更高功率的光束，这种多模块组合的激光器就是多模激光器。因而，主流的光纤激光器产品中，单模激光器大都为中小功率，而高功率产品则多是多模激光器。

光纤激光器构造

区别

通过光纤激光器的构造，我们比较容易理解多模和单模的区别：单模的纤芯比较细，发出的是典型的高斯光束，能量非常集中，类似陡峭的山峰，光束质量也要优于多模；多模相当于是多束高斯光束的组合，所以能量分布近似一个倒扣的杯子，比较平均，当然光束质量较单模也要差一些。

1500W单模（上）和1500多模（下）对比

应用

基于这些特性，单模和多模的应用方向也有所不同，比如，在1mm及以下不锈钢/碳钢薄板的切割中，单模的加工效率明显优于多模（单模快15%~20%），且切割质量相近；而在2mm及以上的厚板切割中，无论是质量还是效率，高功率的多模激光器都表现更好。同样在焊接领域，热传导焊中，单模激光器可以得到更加均匀平滑的焊缝，所以一些薄材的焊接都采用单模激光器，比如软包动力电池成组时极耳的叠焊；而在深熔焊中，多模激光器能得到深宽比更优的焊缝。

总结

激光器的单模和多模特性是选择光纤激光器的一个重要依据，了解激光器的这些区别之后，今后的采购，生产加工和工艺试验等活动中，就可以根据这些区别合理的选择不同芯径，单/多模及功率大小的光纤激光器。