光纖激光器以其結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,電光轉(zhuǎn)換效率高,輸出效果好的特點(diǎn),在工業(yè)激光器中占比逐年提升。據(jù)統(tǒng)計,2020年工業(yè)激光器市場中,光纖激光器占比已達(dá)52.7%。
以輸出光束的特點(diǎn)分類,光纖激光器可分為連續(xù)激光和脈沖激光兩大類別。這兩者有什么技術(shù)區(qū)別,各自適合于怎樣的應(yīng)用場景?以下對一般情況的應(yīng)用進(jìn)行簡單對比。
顧名思義,連續(xù)光纖激光器輸出的激光是連續(xù)不斷的,功率維持在一個固定的水平,這個功率即為激光器的額定功率。長時間穩(wěn)定運(yùn)行時連續(xù)光纖激光器的優(yōu)勢所在。
而脈沖激光的激光是“時斷時續(xù)”的。當(dāng)然,這個斷續(xù)的時間往往很短,通常以毫秒、微秒,甚至納秒、皮秒為單位。相對連續(xù)激光,脈沖激光的強(qiáng)弱處于不斷變化中,所以有著“波峰”和“波谷”的概念。
通過脈沖調(diào)制,脈沖激光可以快速釋放,在波峰位置達(dá)到極大的功率,但由于存在波谷,所以平均功率相對較低??梢韵胂?,如果平均功率一樣,那么脈沖激光的功率峰值可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于連續(xù)激光,實(shí)現(xiàn)比連續(xù)激光器更大的能量密度,體現(xiàn)到金屬加工上就是有更大的熔深穿透能力,同時,也適合于不能承受持續(xù)性高熱量的熱敏材料,以及一些高反射率材料。
連續(xù)光纖激光器通常適合于
1.大型設(shè)備加工,如車船機(jī)械,大型鋼板的切割加工,以及其他對熱效應(yīng)不敏感,但對成本較敏感的加工場合。
2.廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中,用于信號傳輸和放大,具有高穩(wěn)定性和較低的相位噪聲。
3.在科學(xué)研究領(lǐng)域中用于光譜分析、原子物理實(shí)驗(yàn)和激光雷達(dá)等應(yīng)用,可提供高功率和高光束質(zhì)量的激光輸出。
脈沖光纖激光器通常適合于
1.不能承受太強(qiáng)熱效應(yīng)、或者質(zhì)地較脆材料的精密加工場合。
2.材料反射率較高,容易因反射損壞激光頭本身。
3.對易受損基材的外部進(jìn)行表面處理或清洗。
4.需求短時間的高功率,深穿透力的加工場合。
5.需要應(yīng)用脈沖作為信號特征的場合。
脈沖光纖激光器和連續(xù)光纖激光器在原理、技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用方面存在著一些區(qū)別,各自適用于不同的場合。脈沖光纖激光器適用于需要高峰功率和調(diào)制性能的應(yīng)用,如材料加工和生物醫(yī)學(xué);而連續(xù)光纖激光器適用于需要高穩(wěn)定性和高光束質(zhì)量的應(yīng)用,如通信和科學(xué)研究。根據(jù)具體需求選擇合適的光纖激光器類型,將有助于提高工作效率和應(yīng)用質(zhì)量。
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