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          全光纖激光器是什么_全光纖激光切割機(jī)百科

          文章作者:激光切割機(jī)廠家 發(fā)布時(shí)間:2021-01-11 10:42:59 瀏覽次數(shù):0

          全光纖激光器是什么?全光纖激光器有很多顯著的特點(diǎn),在很多方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。本文由河北信爾自動(dòng)化設(shè)備有限公司為您帶來(lái)全光纖激光切割機(jī)百科。


          全光纖激光器是什么_全光纖激光切割機(jī)百科


          全光纖激光器


          全光纖激光器需要使用各種特種光纖,如雙包層有源光纖、雙包層光纖、能量傳遞光纖等,隨著輸出功率的變大,對(duì)特種光纖的技術(shù)要求也越來(lái)越高,因此特種光纖的發(fā)展對(duì)光纖的發(fā)展起著重要作用 特種光纖的發(fā)展對(duì)光纖激光器的發(fā)展起著重要作用。

          以光子晶體光纖為代表的新一代特種光纖將越來(lái)越多地應(yīng)用于光纖激光器的發(fā)展。特種光纖的發(fā)展使有源光纖的增益更高,接收的功率密度更大,對(duì)泵浦光的吸收更有效光柵的制造更容易,光柵的穩(wěn)定性更好,光柵在光纖激光器上的應(yīng)用也更廣泛。

          使傳輸光纖能夠提供更高的功率,使高功率激光束能夠傳輸?shù)礁h(yuǎn)的距離,并擴(kuò)大其可傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍。實(shí)現(xiàn)泵的耦合更容易,泵的功率電阻更高,損耗更低等。


          全光纖激光器的結(jié)構(gòu)


          高功率光纖激光切割機(jī)的腔體結(jié)構(gòu)主要有兩種:一種是傳統(tǒng)的光腔,利用散裝光學(xué)元件構(gòu)建空間耦合的腔鏡,實(shí)現(xiàn)泵浦耦合。另一種是采用全光纖元件的全光纖激光諧振器。這兩種結(jié)構(gòu)的光纖激光器都采用稀土離子摻雜光纖作為增益介質(zhì)。

          其中,空間耦合結(jié)構(gòu)的諧振器與傳統(tǒng)的固態(tài)激光諧振器相同,兩片涂膜透鏡起到正反饋、選模和輸出耦合的作用,它們構(gòu)成了激光諧振器的反射式大功率全光纖激光器及其主要器件技術(shù)研究腔鏡。這樣的空間耦合激光器有很多實(shí)際的缺點(diǎn):

          (1)環(huán)境機(jī)械振動(dòng)和溫度變化很容易造成空間耦合諧振器的漂移,使激光束不能正常輸出;

          (2)兩個(gè)諧振器鏡面對(duì)環(huán)境的清潔度、溫度、濕度等有較高的要求;

          (3)這種空間耦合諧振器是以這樣的空間耦合諧振器難以封裝,不利于光纖激光器的實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化;

           (4)需要二色鏡和透鏡組來(lái)完成泵浦光耦合和激光諧振,這些元件會(huì)造成損耗,增加激光閾值,降低激光轉(zhuǎn)換的斜率效率。這些缺點(diǎn)大大降低了空間耦合光纖激光器的實(shí)際使用價(jià)值,通常需要專家進(jìn)行維護(hù)。

          全光纖結(jié)構(gòu)的激光諧振器采用全光纖元件,整個(gè)激光諧振器通過(guò)光纖熔接集成。這種結(jié)構(gòu)不僅簡(jiǎn)化了光纖激光器的結(jié)構(gòu),使其結(jié)構(gòu)緊湊,免于維護(hù),而且泵浦光耦合效率高,可達(dá)95%以上,在實(shí)踐中具有重要的應(yīng)用前景。


          全光纖激光器的優(yōu)點(diǎn)和特色


          全光纖激光器有很多顯著的特點(diǎn),在很多方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

          1、增益介質(zhì)的表面積/體積比大

          光纖激光器采用光纖作為增益介質(zhì),由于表面積/體積比大,具有非常好的散熱性能,因此即使在功率非常大的光纖激光器中,增益介質(zhì)也不會(huì)受到熱損傷,一般不需要對(duì)增益介質(zhì)采用特殊的散熱措施,這是光纖激光器的獨(dú)特之處,因?yàn)槠渌愋偷募す馄餍枰鉀Q增益介質(zhì)的散熱問(wèn)題。

          2、好的雙波導(dǎo)限幅機(jī)制

          高功率全光纖激光器采用雙包層有源光纖,信號(hào)激光束在纖芯中產(chǎn)生和傳輸時(shí)采用小直徑圓形對(duì)稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu),為信號(hào)激光束在纖芯小直徑波導(dǎo)的限制下獲得理想的光束質(zhì)量和非常小的光斑提供了條件 如圖1所示。 這種雙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的全光纖激光器,其優(yōu)良的光束質(zhì)量和微小的光斑直徑在激光應(yīng)用中具有重要意義,可以簡(jiǎn)化后續(xù)應(yīng)用設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng),減小體積,增加工作距離,減少激光聚焦光斑,提高工作效率,提高加工深度。 較高,加工深度可以更深,加工質(zhì)量可以更好。

          3、固有的全封閉式柔性光路

          全光纖激光器的光路完全由光纖和光纖元件組成,光纖和光纖元件通過(guò)光纖熔接技術(shù)連接,使整個(gè)光路完全封閉在光纖波導(dǎo)中。當(dāng)這種自然的全封閉光路形成后,它本身就成了一個(gè)系統(tǒng),不需要再添加任何單獨(dú)的隔離措施,實(shí)現(xiàn)了與外界環(huán)境的隔離。由于光纖薄而柔韌,光路可以沿著細(xì)而窄的導(dǎo)管運(yùn)行,因此全光纖激光器可以在相對(duì)較差的環(huán)境中工作,輸出光可以穿過(guò)狹窄的縫隙或沿著狹窄的導(dǎo)管遠(yuǎn)程傳輸。這些特點(diǎn)在工業(yè)應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì),不僅可以適應(yīng)相對(duì)較差的工作環(huán)境,而且激光可以遠(yuǎn)離光斑,可以將激光引入以前難以到達(dá)的區(qū)域,光斑可以非常方便地移動(dòng)和改變,激光可以被多個(gè)加工共享。 光斑可以非常方便地移動(dòng)和改變,激光可以由多個(gè)加工點(diǎn)共享,激光加工設(shè)備的設(shè)置具有很高的靈活性。

          4、光路免維護(hù)

          所有光纖激光器的光路都是由光纖和光纖元件組成的,光纖和光纖元件通過(guò)光纖熔接技術(shù)連接,使光路形成一個(gè)整體,這樣形成的連接結(jié)構(gòu)和連接參數(shù)長(zhǎng)期穩(wěn)定,而且光纖和光纖元件本身是免維護(hù)的。 如果元件本身長(zhǎng)期穩(wěn)定,則整個(gè)光路長(zhǎng)期穩(wěn)定,已經(jīng)證明不需要維護(hù)。尤其是這種免維護(hù)的特性,并非無(wú)法維護(hù),整個(gè)光路可以根據(jù)需要進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),這使得全光纖激光器的光路比氣體激光器、固態(tài)激光器等需要經(jīng)常維護(hù)和保養(yǎng)的激光器更加穩(wěn)定和免維護(hù)。 指出,免維護(hù)的特性非常不錯(cuò),全光纖激光器的可維護(hù)性和可維護(hù)性明顯優(yōu)于半導(dǎo)體激光器的不可維護(hù)性。

          5、壽命長(zhǎng)

          采用單寬發(fā)射區(qū)的半導(dǎo)體泵浦激光器作為光纖激光器的泵浦源,制造幾十萬(wàn)小時(shí)的長(zhǎng)壽命光纖激光器在技術(shù)上是可行的,全光纖激光器具有長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。

          6、體積小重量輕

          全光纖激光器的光路為繞組光路,光路占用空間小,當(dāng)采用單臺(tái)寬發(fā)射區(qū)半導(dǎo)體泵浦激光器作為泵浦光源時(shí),泵浦激光器采用分布式安裝,具有良好的散熱特性,如果安裝密度不高,采用風(fēng)冷即可,如果安裝密度大,采用少量水流即可滿足散熱要求。

          7、節(jié)水節(jié)能成本

          光纖激光器具有優(yōu)良的熱性能,光電效率高,節(jié)水節(jié)電,對(duì)長(zhǎng)期免維護(hù)使用尤為重要,可節(jié)省大量的維護(hù)費(fèi)用和做法,提高工作效率。

          8、成本在下降

          所有光纖激光器的光路完全由光纖和光纖元件組成,材料容易獲得,所以在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)成熟后,成本可以大大降低。除光路部分外,半導(dǎo)體泵浦激光器是構(gòu)建光纖激光器成本的主要部分,從光通信的發(fā)展歷史和經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)容量的擴(kuò)大,大大降低半導(dǎo)體泵浦激光器的成本是一種必然趨勢(shì)。

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