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光纤激光打标机是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。 光纤激光打标机应用范围非常广泛,包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻 激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。 目前随着激光打标机品种的不断增多,激光加工解决方案也是越来越完善,但是在所有的解决方案中,光纤激光打标机是理想的能够满足当前和发展中的短脉冲应用要求的下一代光源。光纤激光打标机具有高单程增益,简化了放大器的设计,并可直接提高平均功率,这使其对于短脉冲应用来说很有吸引力。在这些应用中,需要高峰值功率运行以达到所需的脉冲能量和脉宽,而要实现高峰值功率运行需要增大光纤芯径尺寸,这是其难点所在。如果不增大芯径尺寸,非线性光学效应将会引起光谱展宽和输出功率的不稳定。 光纤激光打标机作为第三代激光技术的代表,具有以下优势:1、玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势;2、玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配,这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故;3、玻璃材料具有极低的体积面积比,散热快、损耗低,所以上转换效率较高,激光阈值低;4、输出激光波长多:这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多;5、可调谐性:由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。6、由于光纤激光器的諧振腔内无光学鏡片,具有免调节、免维护、高稳定性的优点,这是传统激光器无法比拟的。7、光纤导出,使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用,使机械系统的设计变得非常简单。8、胜任恶劣的工作环境,对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。9、不需热电制冷和水冷,只需简单的风冷。10、高的电光效率:综合电光效率高达20%以上,大幅度节约工作时的耗电,节约运行成本。11、高功率,目前商用化的光纤激光器是六千瓦。 光纤激光打标机可满足各方面的应用需求,在工商业、通信、军事、医学等方面都有很好的应用前景,因此光纤激光打标机的市场还潜在巨大的空间。我国光纤激光器机遇和挑战并存我们该如何面对呢?一方面需要打破行业隔阂,国内能够加强产学研方面的合作,让科研院所的成果能尽快产业化;另一方面是需要充分利用“世界工厂”的优势。细化分工,降低成本。最后一方面是尽管光纤激光器在效率、可靠性、高功率、高亮度和体积方面具有无可置疑的优点,但是目前它的某些缺点限制了它更广泛的应用。寻找其它技术突破口。
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