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光纖激光器概況及應(yīng)用領(lǐng)域-金屬激光切割機(jī)

  我國的光纖激光器的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也很快捻境。尤其是國家提出要加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定文兑,更加有力地提升了光纖激光器技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展奖年。西安光機(jī)所研制出全光纖激光器儿咱,輸出功率達(dá)到1000 W庭砍,并對(duì)功率合成技術(shù)有了較大的發(fā)展 ;武漢瑞科公司生產(chǎn)了新的15W 和30W脈沖光纖激光器特別適合于高速打標(biāo)混埠、硅片劃線等工藝怠缸;南開大學(xué)诗轻,華南理工大學(xué)都進(jìn)行了摻Er3+光纖的研究,取得長足的進(jìn)展揭北;上海團(tuán)結(jié)普瑞瑪公司的OLPC1530平面激光切割機(jī)扳炬,已經(jīng)在航天汽車搔体、電器兵器工業(yè)恨樟、包裝印刷等不同領(lǐng)域應(yīng)用 。

  光纖激光器這樣高速度發(fā)展是由于光纖激光器的雙包層結(jié)構(gòu)和包層泵浦技術(shù)的成功竿赂,以及半導(dǎo)體激光工藝的成熟仲寇,光纖光柵的刻劃和多元耦合器的實(shí)現(xiàn)有力地推動(dòng)了光纖激光器的發(fā)展,使光纖激光器的技術(shù)快速提升宅谁,并很快發(fā)展到千瓦級(jí)功率輸出购具。
  目前,使用最廣泛的是摻雜稀土材料的激光介質(zhì)记浸,包括摻雜Yb3+惯醇,Nd3+,Er3+裸悟,Ho3+款野,Tm3+等離子材料。最普遍的摻Y(jié)b3+離子光纖激光器绕时,在970~978 nm 半導(dǎo)體激光泵浦下侮增,發(fā)出1.0~1.61μm的激光,英國南安普頓大學(xué)已經(jīng)制備出1800W 高功率激光器株捌。此外蛔琅,南安普頓大學(xué)還對(duì)摻Er3+光纖激光器進(jìn)行了長時(shí)間研究,制造出了激光波長位于通信窗口的Er3+光纖激光器峻呛,其輸出功率達(dá)到150W。美國NP Photonoics公司辜窑,亞利桑那大學(xué)也制造出性能優(yōu)良的摻Er3+光纖激光器钩述,并且進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。最近穆碎,位于美國馬薩諸塞州牛津市的IPG 公司設(shè)計(jì)出準(zhǔn)連續(xù)高脈沖能量YSL-600/6000-QCM-AC型號(hào)的光纖激光器牙勘,平均功率600W,最高峰值功率6000W所禀,最大脈沖持續(xù)時(shí)間10ms方面,最大占空比10%,其轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30%色徘,可進(jìn)行快速加工恭金、焊接操禀、打孔等工藝操作。
  SPI公司推出Red Power 400W單模和平頂多模光纖激光器横腿。特別適合切割和焊接薄型和中型金屬工件颓屑。長崎造船廠將美國IPG公司生產(chǎn)的l0kW光纖激光器和電弧進(jìn)行復(fù)合焊接,顯著提高了船舶焊接質(zhì)量灰深,降低了成本饵卸,提高了經(jīng)濟(jì)效益。
  人眼安全波長的高功率光纖激光器的發(fā)展也很快彰饭,主要以摻Tm”和摻Ho”離子為主驻奇,它們的激光波長范圍在1.5-1.6μm和2.0μm附近。采用摻Nd3+YAG激光器的1.06μm泵浦摻Tm3+的石英光纖肤贮, 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了2.038μm激光輸出峰抽。美國NP Photonics公司在摻Tm 的鍺酸鹽玻璃中泵浦出1.7-2.017μm的激光,美國的Norhtrop Grumman利用合成組束方法泪缨,在摻Tm3+光纖激光器中輸出了608W的2.04μm的激光媚瘫。人們應(yīng)用Tm3+,Ho3+和Er3+共摻方法虱忙,實(shí)現(xiàn)了中紅外波段的激光輸出逢痕,其波長范圍為2.0-2.8μm。但是狼楔,對(duì)于發(fā)射3.0-3.5μm的中紅外光纖激光器的研究還處于探索中钳枕,只有低溫下才能實(shí)現(xiàn)激光輸出。
  除了應(yīng)用摻雜稀土材料制造激光介質(zhì)之外赏壹,人們已經(jīng)開始運(yùn)用過渡金屬離子研制光纖激光器独泞。俄羅斯科學(xué)院撑帖,日本大阪大學(xué)都對(duì)摻Bi2+離子激光器特性進(jìn)行了研究。并制備出1.1-1.5μm的光纖激光器,而且對(duì)于其它過渡族金屬離子的激光器特性也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)淘菩,例如Ni2+,Cr4+等元素也都受到了研究者的重視蓖捶。
  德國弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所制造出了平均功率400W的飛秒光纖激光器剑逃,創(chuàng)下了光纖飛秒激光輸出功率的新記錄。但是稍坯,對(duì)于峰值功率已經(jīng)達(dá)到太瓦和拍瓦的飛秒光纖激光器酬荞,還不能達(dá)到完美實(shí)用化的要求,尤其是要增大它的有效模面積瞧哟、增加介質(zhì)摻雜濃度和耦合效率混巧,進(jìn)一步提高它的性能參數(shù),以加快其實(shí)用化進(jìn)程。


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