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光纤激光器与YAG激光器在切割领域中对比分析

时间:2022-05-23   访问量:13

光纤激光器与YAG激光器在切割领域中对比分析


一、光纤激光器


      光纤通常是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维,主要广泛应用于光纤通讯,其导光原理就是光的全内反射机理。普通裸光纤一般由中心高折率……

      光纤激光器只消耗相当于1%的灯泵激光器所需电能,同时其效率是半导体泵固体激光器(Nd激光系统)的两倍以上。更高的效率、更长的使用寿命、更少的维护结合起来使得光纤激光器的拥有者的成本富有极强的吸引力。光纤激光器在那些要求近红外高光束质量的激光器应用中大有用武之地。他们会对小的聚焦光斑、高的功率密度有特殊的兴趣,如桌面式的生产。一束100W的激光输出光斑可以被聚焦到5um那么小,这相当于亮度是109W/cm2。现在光纤激光器的应用定位包括:选择性的焊接、标刻、各类艺术成像、退火、微机械器件的折曲、1~2mm不锈钢部件的切割等应用(与功率大小有关)。

     光纤激光器应用范围非常广泛,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、光纤激光器可作为军用激光信标光源;在海军装备中,光纤激光器可用作对潜通讯、探测鱼雷、测量海深、水下传感及海基光控武器。军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。

      价格比较高,通常**制在金属加工领域,而在非金属加工中不太可能有所作为。比如塑料、纸张或布料等材料。这些行业将继续由CO2激光器统治

与传统激光切割机相比,光纤切割的优点,它既可做平面切割,也可做斜角切割加工,且边缘整齐、平滑,适用于金属板、玻璃等高精度的切割加工。比起普通二氧化碳激光切割机更节省空间和气体消耗量,光电转化率高,是节能环保的新产品,也是世界上领先技术产品之一。

      光纤激光切割机具有极高的电光转换效率,其电光转换效率达25%,比传统激光切割机的电光转换效率高出数倍,而综合运行费用却仅为传统激光切割机的15%。同时,光纤激光切割机体积较小,其激光发生器的占地面积不到1平方米,整体占地面积约50平方米,为传统激光切割机的三分之二。


二、YAG激光器


     YAG激光器是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体激光器。钇铝石榴石的化学式是Y3Al5O15,简称为YAG。和其他固体激光器一样,YAG激光器基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同,泵浦源及泵浦方式不同,所采用的谐振腔的结构不同,以及采用的其他功能性结构器件不同,YAG激光器又可分为多种,例如按输出波形可分为连续波YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲激光器等;按工作波长分为1.06μmYAG激光器、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG激光器(λ=1.54μm)和可调谐YAG激光器(如色心激光器)等;按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器;以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG激光器;根据输出功率(能量)不同,可分为高功率和中小功率YAG激光器等。

固体激光切割机将波长为1064nm的脉冲激光束经过扩束、反射、聚焦后,辐射加热材料表面,表面热量通过热传导向内部扩散,由数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,瞬间使材料熔融汽化蒸发,从而通过数控系统实现预定轨迹的切割、焊接、打孔。


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