光纖激光器具有其它激光器所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在備受普遍關(guān)注的狀態(tài)下，今天就隨著小編一起來看看激光技術(shù)代表——光纖激光器的一身武藝。
近幾年，在各種激光技術(shù)的迅速發(fā)展和突破的情況下，激光技術(shù)在行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為切割、焊接和金屬折彎的重要工具，在我們使用和了解激光器的過程中，光纖激光器已經(jīng)被銷往六大主要行業(yè)，其中大到包括軍事以及工業(yè)上的應(yīng)用，小到包括生活方方面面，例如電子、食品和辦公用品。
作為第三代激光技術(shù)代表光纖激光器，從大的方面講有4個應(yīng)用優(yōu)勢。
1、光纖激光器的標(biāo)刻應(yīng)用
光纖激光器自身占地面積很小，但是具備最優(yōu)良的光束質(zhì)量，最長的免維護(hù)時間以及超強(qiáng)的可靠性最適合在高速、高精度激光標(biāo)刻方面的應(yīng)用。
一套光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)可以由一個或兩個功率為25W的光纖激光器，一或兩個用來導(dǎo)光到工件上的掃描頭以及一臺控制掃描頭的工業(yè)電腦組成。這種設(shè)計(jì)比用一個50W激光器分束到兩個掃描頭上的方式高出達(dá)4倍以上的效率。該系統(tǒng)最大打標(biāo)范圍是175x295mm,光斑大小是35um，在全標(biāo)刻范圍內(nèi)絕對定位精度是+/-100um。100um工作距離時的聚焦光斑可小到15um。內(nèi)陷的手動變焦光學(xué)系統(tǒng)使得聚焦光斑可以根據(jù)需要擴(kuò)大到150um而不需移動掃描頭。
2、光纖激光器材料處理應(yīng)用
光纖激光器的材料處理是基于材料吸收激光能量的部位被加熱的熱處理過程。1um左右波長的激光光能很容易被金屬、塑料及陶瓷材料吸收。
用一個25W光纖激光器以150mm/Sec的速度在不銹鋼上雕刻字符和商標(biāo)。薄的不銹鋼箔能用15W的光纖激光器以750mm/sec的速度進(jìn)行雕刻。陽極電鍍處理過的鋁片經(jīng)25W激光功率雕刻后則顯現(xiàn)出很高的對比度。這里，激光能量僅僅把鍍在上面的有色薄涂層“吹”走而露出下面空白的金屬。另外一個精密的層移除應(yīng)用是用高能量密度的激光標(biāo)刻汽車發(fā)動板或電子鍵盤中的背光照明手柄和按鍵。這里，高聚焦性能適合這類高精密的涂敷層的材料移除應(yīng)用。
3、光纖激光器彎曲的應(yīng)用
光纖激光器在彎曲成型的應(yīng)用技術(shù)主要是集中加熱和快速自冷切導(dǎo)致在激光加熱區(qū)域的可塑性變形，永久性改變被加熱材料的曲率。用激光處理的微彎曲遠(yuǎn)比其他方式具有更高的精密度，同時，這在微電子制造中是一個很理想的方法。更是成果研究方面的一大進(jìn)步。
連續(xù)光纖激光器為硬盤驅(qū)動器工業(yè)在24/7生產(chǎn)環(huán)境中提供了一種高性能和高可靠的工具來精確彎曲半導(dǎo)體、陶瓷和金屬組件。精細(xì)可控的光纖激光光束滿足了磁盤驅(qū)動器廠家的需求,為其在一系列更小的裝置上提供更加精確和重復(fù)性能的彎曲方法。其他的優(yōu)點(diǎn)包括在生產(chǎn)過程中不需要保護(hù)裝置或耗材,使得生產(chǎn)投資達(dá)最小。
4、光纖激光器切割的應(yīng)用
光纖激光器的橫空問世，提供了很多優(yōu)點(diǎn)來維持高增長和高產(chǎn)量。單模光纖激光器不需要反射鏡對焦，不再需要閃光燈的更換，完全免維護(hù),緊湊的風(fēng)冷設(shè)計(jì)又節(jié)約了昂貴的超凈廠房空間。
隨著光纖激光器的功率不斷進(jìn)步，光纖激光器在工業(yè)切割方面得以被規(guī)?；瘧?yīng)用。比如：用快速斬波的連續(xù)光纖激光器微切割不銹鋼動脈管。由于它的高光束質(zhì)量，光纖激光器可以獲得非常小的聚焦直徑和由此帶來的小切縫寬度正在刷新今天醫(yī)療器件工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
光纖激光器的優(yōu)良性能決定了它比其他激光器擁有更多的優(yōu)勢。特別是電光轉(zhuǎn)換效率高，光束質(zhì)量好，泵浦源壽命長，使用方便，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，空氣冷卻等優(yōu)點(diǎn)，使它在激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中呈現(xiàn)出美好的應(yīng)用前景。
下面來看激光器領(lǐng)域中幾類激光器性能的比較:
總結(jié)：光纖激光器在激光技術(shù)領(lǐng)域成為目前研究最為活躍的激光光源之一。它幾乎能滿足所有的生產(chǎn)線。它已經(jīng)引起激光科技人員和企業(yè)工程技術(shù)人員的極大關(guān)注。展現(xiàn)出了一個美好的應(yīng)用前景。
|
有關(guān)參數(shù) |
CO2 |
LP-Nd-YAG |
DP-YAG |
HPEL |
|
波長/um |
10.6 |
1.06 |
1.06 |
1.00~1.10 |
|
電-光效率/1% |
5~10 |
1~3 |
5~10 |
12~20 |
|
功率/KW |
1~20 |
0.5~5 |
0.5~10 |
0.01~10 |
|
光束參數(shù)/mm·mrad |
＞100 |
50~80 |
25~50 |
1~20 |
|
石英光纖傳輸 |
否 |
能 |
能 |
能 |
|
體積 |
最大 |
大 |
較大 |
非常小 |
|
維修周期/khr |
1~2 |
＜1 |
3~5 |
40~50 |
|
運(yùn)行年費(fèi)（1KW,8小時/天）/萬元 |
21.3 |
65 |
30 |
2.9 |
通過激光器性能來看光纖激光器在材料加工和制造方面的應(yīng)用：
|
金屬切割 |
500W~2KW |
|
金屬焊接和硬焊 |
500W~20KW |
|
金屬淬火和涂敷 |
2~20KW |
|
玻璃和硅切割 |
500W~2KW |
|
聚合物和復(fù)合材料切割 |
200W~1KW |
|
快讀印刷和打印 |
20W~1KW |
|
軟焊和燒結(jié) |
50~50W |
|
消除放射性沾染 |
300W~1KW |
總結(jié)：光纖激光器在激光技術(shù)領(lǐng)域成為目前研究最為活躍的激光光源之一。它幾乎能滿足所有的生產(chǎn)線。它已經(jīng)引起激光科技人員和企業(yè)工程技術(shù)人員的極大關(guān)注。展現(xiàn)出了一個美好的應(yīng)用前景。
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