碟片激光器是二極管泵浦固體激光器，在20世紀(jì)90年代初期由Adolf Giesen在斯圖加特大學(xué)首次將其證明。薄碟片中的增益介質(zhì)是晶體，通常是Yb:YAG。Nd:YAG和用于寬波長(zhǎng)調(diào)諧的摻鐿增益介質(zhì)。
碟片激光器(Disk Laser)，又稱(chēng)圓盤(pán)激光器，它與傳統(tǒng)的固體激光器的本質(zhì)區(qū)別在于激光工作物質(zhì)的形狀。將傳統(tǒng)的固體激光器的棒狀晶體改為碟片晶體，這一創(chuàng)新理念將固體激光器推向了一個(gè)新時(shí)代。碟片激光器以其極佳的光束質(zhì)量和轉(zhuǎn)換效率在高端激光焊接系統(tǒng)：鋼鐵、汽車(chē)、船舶、航空世紀(jì)城具有廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)潛力巨大。
碟片激光器（Disk Laser）設(shè)計(jì)理念的提出，有效地解決了固體激光器的熱效應(yīng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了固體激光器高平均功率、高峰值功率、高效率、高光束質(zhì)量的完美結(jié)合。碟片激光器在汽車(chē)、船舶、鐵路、航空、能源等領(lǐng)域成為不可替代的新型加工用激光光源，目前全球僅有德國(guó)Trumpf公司具有生產(chǎn)高功率碟片激光器的技術(shù)，最高功率達(dá)到16千瓦，光束質(zhì)量達(dá)到8毫米毫弧度，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的激光遠(yuǎn)程焊接和大幅面激光高速切割，為固體激光在高功率激光加工領(lǐng)域開(kāi)辟了廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
碟片激光器的優(yōu)勢(shì)
1、模塊式結(jié)構(gòu)
碟片激光器采用模塊式結(jié)構(gòu)，各模塊均可現(xiàn)場(chǎng)快速更換。冷卻系統(tǒng)和導(dǎo)光系統(tǒng)與激光源集成在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝調(diào)試快。
2、極好的光束質(zhì)量，并且標(biāo)準(zhǔn)化
通快所有超過(guò)2kW的碟片激光器，光束參數(shù)積（BPP）均被標(biāo)準(zhǔn)化8mm/mrad。激光器不隨運(yùn)行模式的變化而變化，且與通快所有光學(xué)元件兼容。
3、由于碟片激光器內(nèi)的光斑尺寸較大，因此各光學(xué)元件上承受的光功率密度較小。
光學(xué)元件鍍層的損壞閾值通常約為500MW/cm2，石英的損壞閾值為2--3GW/cm2.通快碟片激光器諧振腔內(nèi)的功率密度通常小于0.5MW/cm2，耦合光纖上的功率密度小于30MW/cm2.如此低的功率密度不會(huì)造成光學(xué)元件的損壞，也不會(huì)產(chǎn)生非線(xiàn)性效應(yīng)，從而確保了運(yùn)行的可靠性。
4、采用激光功率實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)。
實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)可使到達(dá)加T件上的功率保持穩(wěn)定，加工結(jié)果具有極好的可重復(fù)性。碟片激光器預(yù)熱時(shí)間幾乎為零，可調(diào)功率范圍1%--100%。由于碟片激光器徹底解決了熱透鏡效應(yīng)的問(wèn)題因此在整個(gè)功率范圍內(nèi)激光功率、光斑大小、光束發(fā)散角都是穩(wěn)定的，光束的波前不發(fā)生畸變。
5、光纖可在激光器繼續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)下即插即用
在某一光纖出故障的情況下，更換該光纖時(shí)，只需關(guān)閉該光纖的光路，不必關(guān)機(jī)，其它光纖可繼續(xù)輸出激光。光纖更換操作簡(jiǎn)單，即插即用，無(wú)需任何工具，也無(wú)需對(duì)準(zhǔn)調(diào)校。街口處具有防塵裝置，嚴(yán)密防止灰塵光纖連接進(jìn)入光學(xué)元件區(qū)域。
6、安全可靠
加工過(guò)程中，即使被加工的材料發(fā)射率很大，以致有激光回射到激光器內(nèi)，對(duì)于激光器本身以及加工效果均無(wú)影響，也對(duì)材料加工、光纖長(zhǎng)度無(wú)任何限制。激光操作安全性獲德國(guó)安全證書(shū)。
7、抽運(yùn)二極管模塊更簡(jiǎn)單迅速
安裝在抽運(yùn)模塊上的二極管陣列也是模塊結(jié)構(gòu)。二極管陣列模塊具有很長(zhǎng)的使用壽命，其保修期為3年或2萬(wàn)小時(shí)。無(wú)論是有計(jì)劃的更換，還是因突發(fā)故障需要立即更換都無(wú)需停機(jī)。在某一個(gè)模塊出故障時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)報(bào)警并自動(dòng)適當(dāng)提高其它模塊的電流以保持激光輸出功率恒定，用戶(hù)還可以繼續(xù)工作十幾甚至幾十個(gè)小時(shí)。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)更換抽運(yùn)二極管模塊非常簡(jiǎn)單，操作人員無(wú)需培訓(xùn)。
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