光纖激光器常見問題解答

1、光纖激光器常見問題解答1 .我現(xiàn)在使用的是燈泵浦 YAG 激光器，改用光纖激光器會(huì)給我?guī)砟男┖锰?？光纖激光器的電光轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 28%,而燈泵浦 YAG 激光只有 1.5%2%不用更換燈管，因而更加省錢：光纖激光器中使用了壽命長達(dá) 10 萬小時(shí)的電信級(jí)單芯結(jié)半導(dǎo)體激光管所有功率級(jí)的光斑大小和形狀都是固定的免維護(hù)或低維護(hù)備件極少風(fēng)冷或基本不需要冷卻體積相當(dāng)小工作距離更長不需要調(diào)整無需預(yù)熱，立即可用2 .哪里能夠買到光纖激光器的光束傳送部件？目前，所有第三方光束傳送部件制造商都可提供光纖激光器使用的光束傳送部件，IPG 可為您提供制造商名單。3 .原有的 YAG 光束傳送部件是否還能使用？基本可

2、以，但是需要使用適配器對(duì) IPG 光纖連接器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。有些情況下為了充分發(fā)揮光纖激光器的優(yōu)勢(shì)，需要提高焦距。4 .這些激光器產(chǎn)品是否能夠集成在我現(xiàn)在的工作單元內(nèi)？可以，光纖激光器配備了各種工業(yè)接口，能夠很容易地對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制裝置。5 .有提供交鑰匙服務(wù)的系統(tǒng)集成商嗎？有，有許多多年從事光纖激光器交鑰匙服務(wù)的系統(tǒng)集成商，IPG 可提供交鑰匙服務(wù)集成商和 OEM 的名單。6 .光纖激光器有質(zhì)保服務(wù)嗎？在業(yè)內(nèi)，IPG 提供的質(zhì)保期最長：光纖激光器的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)保期為購買后整 2 年時(shí)間，IPG 最長可提供 8年質(zhì)保期，詳情請(qǐng)與我們的銷售人員聯(lián)系。7 .哪里能夠?qū)嶋H觀摩到光纖激光器產(chǎn)品？IPG 在許多地

3、方設(shè)有應(yīng)用開發(fā)設(shè)施，包括馬薩諸塞外 I 牛津市、密歇根州的底特律市、德國的 Burbach 市、日本的橫濱市，目前我們正計(jì)劃在俄羅斯、中國和牛津總部建立增設(shè)新的應(yīng)用開發(fā)設(shè)施。另外，我們還在北美、歐洲、亞洲的多所大學(xué)內(nèi)設(shè)有光纖激光器技術(shù)研究中心。8 .你們的競爭對(duì)手說你們的光纖激光器存在后向反射的問題，是真的嗎？說這些話的人并不熟悉光纖激光器技術(shù)，如果傳送光纖選擇合適的話，我們的數(shù)千瓦功率低模光纖激光器不會(huì)發(fā)射后向反射問題。單模激光都很少出現(xiàn)這種問題。但是，如果后向反射太高的話，設(shè)備一旦檢測到會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。使用隔離器也能消除該問題。IPG 已經(jīng)有無數(shù)的設(shè)備應(yīng)用在銅和鋁等高反光材料的切割和焊接領(lǐng)域。

4、9 .為什么別的廠家反映它們的半導(dǎo)體陣列使用壽命較短？激光陣列（又名整體激光半導(dǎo)體陣列）由多個(gè)并聯(lián)安裝于晶體材料發(fā)光體組成，由于發(fā)光體之間的連接區(qū)域熱密度大，熱干擾強(qiáng)，半導(dǎo)體陣列必須采用軟焊料（錮）安裝在銅材料上，并且采用水冷裝置，該裝置利用流過銅材料中的細(xì)微鍍金溝道（被稱為微溝道冷卻器）的高速、高壓水流實(shí)施主動(dòng)式冷卻。但是，系統(tǒng)中的冷卻水必須保持極度清潔且 PH 值中性，原因是溝道由于受穴蝕和侵蝕的影響會(huì)在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)壞掉。而保持水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是相當(dāng)困難的，尤其在工業(yè)環(huán)境下。銅散熱材料和半導(dǎo)體陣列半導(dǎo)體屬于完全不同的材料，包括其熱膨脹系數(shù)。在實(shí)際工作狀態(tài)下，由于頻繁的開關(guān)操作，半導(dǎo)體陣列的性能下

5、降非?？?，比制造商在確定設(shè)備特性時(shí)使用恒定驅(qū)動(dòng)電流的狀態(tài)下要快得多。導(dǎo)致半導(dǎo)體陣列發(fā)射故障的其它原因來自半導(dǎo)體陣列自身，半導(dǎo)體陣列的壽命通常由其最弱”的發(fā)光體決定。為了提高半導(dǎo)體陣列性能和散熱能力，通常使用導(dǎo)熱性能好的錮作為軟焊料連接陣列與微溝道冷卻器。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流很大時(shí)，錮會(huì)發(fā)射電遷移現(xiàn)象，進(jìn)而在瞬間發(fā)生故障。許多半導(dǎo)體陣列制造商往往根據(jù)使用時(shí)間長短確定其使用壽命。而 IPG 的單管散熱材料與半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)相同，IPG 使用的電信級(jí)硬焊料不存在電遷移問題，根據(jù)光纖激光器的大小，IPG 激光器或者采用高速風(fēng)扇進(jìn)行風(fēng)冷，或者在散熱裝置下方采用不銹鋼管路進(jìn)行水冷，二極管不會(huì)與冷卻水發(fā)生接觸。

6、半導(dǎo)體光纖通過光纖直接送至激活介質(zhì)實(shí)現(xiàn)接續(xù)，從而避免了空氣與激光介質(zhì)接觸而造成污染。單管的壽命與其工作電流之間存在直接關(guān)系，所有工業(yè) IPG 光纖激光器半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)電流使其使用壽命（平均無故障工作時(shí)間）能夠達(dá)到 10 萬小時(shí)以上。IPGPhotonics 半導(dǎo)體光源的壽命并非單獨(dú)確定，而是與光纖激光器或放大器的整個(gè)質(zhì)保期相同。10 .為什么你們對(duì)自己的二極管使用壽命有如此的信心？在裝入激光器或放大器之前，IPG 光子首先對(duì)半導(dǎo)體光源進(jìn)行 100%的測試，測試的時(shí)間一般超過 1500 小時(shí)，其溫度和電流等測試條件是相當(dāng)嚴(yán)格。只有通過測試的管子才能在設(shè)備中使用。無論 10kW 材料加工光纖激光器中

7、使用的單管還是電信行業(yè)使用的寬帶光纖放大器使用的激光管，都要經(jīng)過類似的測試流程。IPG 是當(dāng)今世界上半導(dǎo)體測試項(xiàng)目最多的單管制造商，已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的 650多臺(tái)數(shù)千瓦光纖激光器（其中許多已達(dá) 5 年之久）充分證明了這一點(diǎn)。.11 .為什么 IPG 采取全縱向集成的生產(chǎn)戰(zhàn)略？主要原因有三：第一，IPG 所用的許多部件在市面上無法買到，或者無法滿足高功率光纖激光器嚴(yán)格的使用要求。第二，這樣做有利于 IPG 進(jìn)一步優(yōu)化部件系統(tǒng)，更快地響應(yīng)客戶需求，縮短產(chǎn)品推向市場的時(shí)間。第三，有利于 IPG 嚴(yán)格控制成本，從而使客戶實(shí)現(xiàn)效益最大化。12 .如何確定光斑大?。糠椒ǚ浅：唵?，對(duì)于光纖激光器而言，這

8、是一個(gè)光纖輸出在工件上成像的過程。光斑大小等于光纖直徑乘以準(zhǔn)直器的放大率和最終聚焦透鏡直徑。例如，如果光纖直徑等于 50am,準(zhǔn)直器的焦距等于60,最終聚焦透鏡的焦距等于 300mm,則最終光斑尺寸等于 SS=50 x300/60=250 微米。光纖直徑、準(zhǔn)直器、最終聚焦透鏡可根據(jù)光斑大小要求進(jìn)行調(diào)整。光斑大小不隨額定功率的 5%105%動(dòng)態(tài)范圍發(fā)生變化，對(duì)于單模激光器，在使用低階模激光遮蔽裝置時(shí)，光斑大小為高斯光束光斑。13 .同一臺(tái)光纖激光器能夠同時(shí)進(jìn)行切割和焊接嗎？同一臺(tái)激光器能夠進(jìn)行切割、焊接、鉆孔和熔覆。許多客戶購買了采用 2 路、4 路或 6 路光閘的光纖激光器，例如，當(dāng)光閘在其中

9、一個(gè)位置時(shí)采用 100am 光纖用于切割，200am 用于焊接，400am 或 400am 以上用于熔覆或熱處理。設(shè)備功率和傳送光纖的切換只需幾毫秒時(shí)間，傳送光纖可支持 200米間隔的多個(gè)工位。14 .IPG 最近為什么又推出了 CO2 激光器？IPG 最近推出了第一代 CO2 氣體激光器，輸出功率 13kW,光譜范圍 10.6am。這款新的 IPGCO2 激光器的專利權(quán)屬于 IPG,與現(xiàn)在市面上傳統(tǒng)的 CO2 激光器相比效率更高、體積更小，非常適合處理非金屬材料。雖然光纖激光器在金屬焊接、熔覆、燒結(jié)和釬焊等眾多領(lǐng)域內(nèi)正在逐步取代包括 CO2 激光器在內(nèi)的傳統(tǒng)激光器，但是像聚合物和有機(jī)材料等非

10、金屬材料使用 10.6am 光譜范圍的 CO2 氣體激光器處理效果會(huì)更好。另外，無數(shù)的客戶都表達(dá)了以更加現(xiàn)代的產(chǎn)品取代自己傳統(tǒng) CO2 激光器的興趣。IPG希望隨著這款經(jīng)過改進(jìn)的 CO2 激光器的推出能夠滿足這些客戶的需要。 15.為什么光纖激光器比固態(tài)和氣體激光器效率更高？答案很簡單一一在設(shè)計(jì)上，光纖激光器產(chǎn)生的熱量更少，對(duì)所產(chǎn)生熱量的管理更為有效。摻鏡半導(dǎo)體泵浦光纖激光器（泵浦波長 980nm）比摻鉉 YAG 二極管泵浦激光器（泵浦波長 808nm）的量子虧損（即泵浦能量和發(fā)生能量之差）低。另外，光纖激光器的光光轉(zhuǎn)換效率通常為 70-80%,而泵浦 YAG 僅約為 4%,半導(dǎo)體泵浦 YAG

11、 和盤形激光器約為 40%。由于激光始終被包含在光纖內(nèi)，因而激光腔內(nèi)不會(huì)存在其它導(dǎo)致激光損失的因素。16 .如果我改用光纖激光器會(huì)節(jié)省多少成本？用戶如果在生產(chǎn)中采用光纖激光器會(huì)節(jié)約相當(dāng)大的成本，具體節(jié)約多少取決于用戶的當(dāng)前工藝、材料、生產(chǎn)環(huán)境、電氣和勞動(dòng)力成本。節(jié)約主要體現(xiàn)在以下方面：a.電光轉(zhuǎn)換效率更高：現(xiàn)有傳統(tǒng)激光器技術(shù)的效率與光纖激光器是無法相比的。類型電光轉(zhuǎn)換效率摻鏡光纖激光器28%+燈泵浦 YAG1.5-2%二極管泵浦 YAG10-20%盤形激光器15-25%CO2:5-15%b.冷卻：由于光纖激光器的效率高，因而對(duì)冷卻的要求就低，用電就少。小功率光纖激光器只需要空氣冷卻即可，高功率

12、光纖激光器采用水冷，與其它同等的激光器技術(shù)相比更加簡單，成本更低。冷卻還取決于生產(chǎn)環(huán)境的特殊性。c.消耗品/備用件：由于光纖激光器采用了更加高效的設(shè)計(jì)（熱量管理效率更高）和采用了電信級(jí)單芯結(jié)泵浦源，因而為您節(jié)省了備用件（例如燈和半導(dǎo)體陣列）、勞動(dòng)力和停產(chǎn)時(shí)間。許多 YAG 中使用的燈和半導(dǎo)體陣列的使用壽命分別約為 2000 小時(shí)和 20000 小時(shí)，僅相當(dāng)于 IPG 單芯結(jié) 10 萬小時(shí)平均無故障工作時(shí)間的幾分之一，這意味著在激光器的使用壽命內(nèi)，您不必更換模塊。如果您使用全固態(tài)光纖轉(zhuǎn)光纖激光器的話，會(huì)節(jié)省更多，因而不需要像傳統(tǒng)的激光器那樣進(jìn)行光學(xué)裝置調(diào)整或維護(hù)，如共振腔鏡、晶體、液體、濾光片。d.維護(hù)：光纖激光器不需要維護(hù)或者僅需少量維護(hù)，具體取決于輸出功率及其它因素，而傳統(tǒng)激光器則不然。不需要調(diào)整光學(xué)裝置，沒有預(yù)熱時(shí)間和消耗品/備用件。從而為您節(jié)省一大筆維護(hù)費(fèi)用。e.資本成本：一臺(tái)光纖激光器可同時(shí)完成切割、焊接、鉆孔等多種操作，使您不必針對(duì)不同的操作單獨(dú)購置不同的激光系統(tǒng)，從而降低您的投資成本。億 IPG 有多大？IPG 在 2007 年末時(shí)是世界第四大激光光源生產(chǎn)商（按照總銷售額計(jì)算）。由于眾多行業(yè)和應(yīng)用越來越認(rèn)可