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德国IPG技术

Date | 2019-01-02

光纤激光器变革

光纤激光器变革 光纤激光器技术的巨大成功及其对激光加工产生的革命性影响,成为更多被广泛宣传的技术改变者的标志,例如用晶体管代替真空管。传统激光器体积庞大、效率低下、寿命较短、组装困难并且需要经常维护,考虑到这些就会发现,上述类比很恰当。光纤激光器则相反,结构紧凑、效率高、稳健可靠,且在整个应用寿命期间无需维护。

真正的工业激光器

工业激光器,在其50多年的发展历史前 50 年中所取得的令人难以置信的成功,是因为激光器能够将常见的能量源转换为高度定向的光束。为完成该任务,每一激光器的组成都包括能量源、将能量接入激光谐振腔的方法以及将形成的激光束传输至工件的方法。光纤的技术优势在每个结构组成上都各个制造阶段很明显。

能量源传统激光器的能量源非常多,包括灯泡、射频等离子体,甚至化学反应。这些能量源的常见缺点包括能量转换效率低、维护需求频繁、耗材不环保。光纤激光器采用使用寿命较长的半导体二极管激光器,高效地将电转换成光,因此不需要维护或耗材。

能量耦联传统激光器光学谐振腔在大型空气或气体填充空间内转换输入能量。由于气体激光的效率低,或者需要在谐振腔内插入大型光学元件,因此需要较大的谐振腔。光纤激光器非常紧凑,因为它们是在如头发般纤细的光纤内将半导体二极管能量转换为有用的激光束。

激光光束传输传统激光器采用复杂的光学设备获得激光束,然后传输到工件。例如,可能需要密封的窗口在激光器内部隔离外来或有害化学品。通常还需要外部光学镜片以将激光输出导向到目标上。相反,灵活的光纤提供了简洁的嵌入式完美光束传输系统。

真正的工业激光器同样为光纤激光器的核心元素,半导体二极管和光纤大批量生产具有出色的生产过程控制和重复性,而光纤熔接是光纤激光器的关键组装步骤。与传统激光器通常要求的大型密闭式激光谐振腔、精密光学对准和超平整的光学表面相比,很显然,光纤激光器深得简洁之道,借此实现了高效率、紧凑结构、坚固低成本,这些优势使其在市场上取得了巨大的成功。 

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光纤IPG 光纤激光器技术的基本构件是光纤。光纤是由高度透明玻璃制成的长圆柱件。标准光纤芯径从几微米到几百微米,长度从几米到几千米。光纤长度与直径的巨大比值造就了众多独特的光纤特性。玻璃纤维是光波导管,光线能够在其中几乎无损失地包含和传播光线,损失可忽略不计。当满足总体内部全内反射条件时,光在光纤内部传播,经过穿透光纤壁的辐射损失可忽略不计。光纤分为无源和有源两种。无源光纤传输光线,而有源光纤通过在光纤芯内嵌入掺杂稀土金属离子的情况下将传播的光与泵浦激光混合实现放大。

泵浦二极管IPG 一流的二极管泵浦技术利用了自身极为丰富的电信行业经验和技术投资。我们的单芯结二极管使用在电信领域已经证明的技术和工艺制造,各晶圆符合严格的电信行业标准,这将 IPG 的产品与使用短寿命二极管巴条和堆栈技术的其他工业泵产品区分开来。因此,IPG 单芯结二极管能提供更高的泵浦亮度,并且电光转换效率高达巴条堆栈泵浦的两倍。单芯结泵浦能够利用简单的水甚至强制风冷,相反,巴条堆栈需要使用高成本、低可靠性和使用高雅去离子水的高度复杂的微通道冷却器。

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