作者：Steve Norman 來源：激光世界 wI]"U2L5  
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隨著應(yīng)用能力的不斷拓展，光纖激光器開始滲透到常規(guī)激光技術(shù)曾經(jīng)牢固占據(jù)的市場領(lǐng)域，現(xiàn)在人們提出了這樣的問題：光纖激光器應(yīng)用的最終極限是什么？不管是在低功率打標(biāo)應(yīng)用中，還是在高功率機(jī)械與材料加工應(yīng)用中，光纖激光器都以應(yīng)用簡便、精度高、穩(wěn)定性好以及靈活性高等特點(diǎn)，使用戶從中受益，這也驅(qū)動了光纖激光器市場的快速增長。 7w,FX.=;cv  
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脈沖激光器的峰值功率范圍 g
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激光打標(biāo)通常要求系統(tǒng)成本低、便于集成，并且緊湊耐用。打標(biāo)應(yīng)用要求激光器能夠精確地對盡可能多的材料，比如金屬、聚合物、甚至是像食物那樣的有機(jī)材料進(jìn)行重復(fù)標(biāo)刻。這種加工需要能在較長時(shí)間內(nèi)維持較高峰值功率的脈沖激光輸出。 3vhnwDcK  
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脈沖光纖激光模塊性能優(yōu)異，能夠同時(shí)提供好的光束質(zhì)量（M2小于2）、可控脈沖重復(fù)率、峰值功率和能量（見圖1）。SPI公司推出的全光纖集成激光器結(jié)合了稱為“PulseTune”的脈沖整形技術(shù)，以及高增益脈沖放大采用的主振蕩器功率放大器（MOPA）構(gòu)架設(shè)計(jì)。該激光模塊的平均輸出功率可達(dá)20W，能夠在很寬的參數(shù)范圍內(nèi)應(yīng)用，從重復(fù)率為25kHz、單脈沖能量為0.8mJ的高能脈沖（用于硬金屬標(biāo)刻）到重復(fù)率高達(dá)500kHz（這是目前的最高重復(fù)率）、單脈沖能量為40礘的低能高速脈沖（用于在聚合物襯底上進(jìn)行高速標(biāo)刻）。高能端對應(yīng)的峰值功率通常為15～20kW，高速端（即低能端）對應(yīng)的峰值功率超過1kW。位圖標(biāo)刻使用的激光器可以在連續(xù)波（CW）以及功率調(diào)制的模式下進(jìn)行工作，激光器的輸出波長在1祄附近。 IG)s^bP  
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圖1. 由于采用了脈沖整形技術(shù)和主振蕩器功率放大器（MOPA）構(gòu)架，SPI 公司的光纖激光器（右圖）在高達(dá)500kHz的重復(fù)率下，輸出峰值功率超過了3kW（左圖）。常規(guī)激光源的種子脈沖形狀和重復(fù)率相互依賴，并且僅能在40kHz的重復(fù)率以下提供與光纖激光器相當(dāng)?shù)男阅堋９饫w激光器能在較寬的重復(fù)率范圍內(nèi)維持高峰值功率的特性，是Q開關(guān)激光器（具有同等功率及尺寸）無法比擬的，無論是二極管泵浦固態(tài)（DPSS）激光器還是光纖Q開關(guān)激光器。采用Q開關(guān)激光器，當(dāng)重復(fù)率高于某一特定值后，再增加重復(fù)率就會導(dǎo)致脈沖塌陷、脈寬顯著增加，并且峰值功率顯著下降。 {~!q`Dr3?q  
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PulseTune MOPA方法的關(guān)鍵性創(chuàng)新在于將脈沖控制與放大級分離，這可以使脈沖寬度和峰值功率不受重復(fù)率的影響。PulseTune技術(shù)能夠在重復(fù)率高達(dá)500kHz的條件下，確保峰值功率超過3kW。常規(guī)技術(shù)受到種子脈沖形狀與重復(fù)率相互依賴的影響，僅能在40kHz重復(fù)率以下提供相當(dāng)?shù)男阅堋＿@些性能差別能使加工產(chǎn)量相差十倍。 *f&EoUk}F  
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由于具有較高的參數(shù)控制能力和靈活性，除了最基本的打標(biāo)應(yīng)用，SPI公司的redEnergy脈沖激光器還在大量需要高附加值的領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用，例如在不銹鋼上進(jìn)行彩色標(biāo)刻、液晶顯示器微調(diào)以及存儲器修復(fù)等應(yīng)用。這些大批量加工應(yīng)用，需要對脈沖能量進(jìn)行精確的可重復(fù)控制（見圖2）。 f` =CpO*  
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圖2. 脈沖光纖激光器能夠用于彩色標(biāo)刻，例如通過對脈沖能量及重復(fù)率進(jìn)行控制，可以在不銹鋼上形成色調(diào)（上圖）。在另一項(xiàng)應(yīng)用中，人們使用重復(fù)率為250kHz的15W脈沖光纖激光器進(jìn)行電阻器微調(diào)（下圖）。 連續(xù)波激光器的功率范圍 \drqG&wl  
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光纖激光器耐用的全光纖、全引導(dǎo)構(gòu)架能夠?qū)崿F(xiàn)瞬時(shí)輸出運(yùn)轉(zhuǎn)，無需常規(guī)的調(diào)節(jié)及重新準(zhǔn)直。有源光纖腔固有的大的表體比便于散熱，從而最大程度地降低對外部冷卻的需求。使用極低損耗、整體全光纖構(gòu)架，可以獲得出色的光－光、電－光轉(zhuǎn)換效率和相對較高的總體效率。通過合適的設(shè)計(jì)，纖芯可以調(diào)節(jié)光束質(zhì)量，并且光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)不存在熱透鏡效應(yīng)，這些都使光纖激光器具備不隨功率變化的卓越的光束質(zhì)量和超強(qiáng)的穩(wěn)定性。 4wC+S9I#E^  
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通常，光纖激光器采用極為耐用的電信級單發(fā)射體寬條多模泵浦二極管作為泵浦源，因此有望對它們以超過100kHz的頻率進(jìn)行快速調(diào)制。 *Qugv^-  
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所有這些優(yōu)點(diǎn)，使光纖激光器十分適合在連續(xù)波或準(zhǔn)連續(xù)波 3 孝昌县| 辰溪县| 桂平市| 孝义市| 靖安县| 广德县| 蕉岭县| 临夏县| 璧山县| 黄平县| 新和县| 蓝山县| 乐亭县| 瑞昌市| 腾冲县| 普洱| 亳州市| 任丘市| 疏附县| 马公市| 内江市| 如皋市| 榆林市| 巴彦县| 广饶县| 永宁县| 电白县| 惠来县| 石家庄市| 华阴市| 博爱县| 上犹县| 屏东县| 抚州市| 永安市| 宣汉县| 察隅县| 英吉沙县| 中山市| 汾阳市| 田林县|