光纖激光器金屬雕刻

光纖激光器在金屬雕刻方面的應(yīng)用Presentation光纖激光器優(yōu)勢

光纖激光器簡述

光纖激光器原理特征

光纖激光器的應(yīng)用1234核心內(nèi)容在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，人們對(duì)各種產(chǎn)品的要求越來越高，從而促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也越來越快。在許多生產(chǎn)加工領(lǐng)域，激光作為一種特殊的能源和工具，能實(shí)現(xiàn)以往難以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。由于激光的高方向性，高單色性，高相干性等優(yōu)點(diǎn)，使激光的應(yīng)用得到了廣泛的發(fā)展。

激光應(yīng)用優(yōu)勢及特點(diǎn)簡述光纖激光器

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路便可形成激光振蕩輸出。光纖激光器應(yīng)用范圍非常廣泛，包括激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)，作為其他激光器的泵浦源等等。金屬激光鐳射雕刻機(jī)圖例由于光纖激光器采用的工作介質(zhì)具有光纖的形式，其特性要受到光纖渡導(dǎo)性質(zhì)的影響。進(jìn)入到光纖中的泵浦光一般具有多個(gè)模式，而信號(hào)光電可能具有多個(gè)模式，不同的泵浦模式對(duì)不同的信號(hào)模式產(chǎn)生不同的影響，使得光纖激光器和放大器的分析比較復(fù)雜，在很多情況下難以得到解析解，不得不借助于數(shù)值計(jì)算。光纖中的摻雜分布對(duì)光纖激光器也產(chǎn)生很大的影響，為了使介質(zhì)具有增益特性，將工作離子（即雜質(zhì)）摻雜進(jìn)光纖。一般情況下，工作離子在纖芯中均勻分布．但不同模式的泵浦光在光纖中的分布是非均勻的。因而，為了提高泵浦效率，應(yīng)該盡量使離子分布和泵浦能量的分布相重合。在對(duì)光纖激光器進(jìn)行分析時(shí)，除了基于前面討論的激光器的一般原理，還要考慮其自身特點(diǎn)，引入不同的模型和采用特殊的分析方法，以達(dá)到最好的分析效果。

和傳統(tǒng)的固體、氣體激光器一樣，光纖激光器也是由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三個(gè)基本要素組成。泵浦源一般采用高功率半導(dǎo)體激光器，增益介質(zhì)為稀土摻雜光纖或普通非線性光纖，諧振腔可以由光纖光柵等光學(xué)反饋元件構(gòu)成各種直線型諧振腔，也可以用耦合器構(gòu)成各種環(huán)形諧振腔。泵浦光經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)耦合進(jìn)入增益光纖，增益光纖在吸收泵浦光后形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)或非線性增益并產(chǎn)生白發(fā)輻射。所產(chǎn)生的白發(fā)輻射光經(jīng)受激放大和諧振腔的選模作用后，最終形成穩(wěn)定激光輸出。光纖激光器原理特征

半導(dǎo)體器

……光纖激光器

器件與光纖的耦合損耗大

轉(zhuǎn)換效率高，激光閾值低等第三代激光技術(shù)的代表光纖激光器的優(yōu)勢

光纖激光器具有波導(dǎo)式的結(jié)構(gòu)，可以在光纖纖芯中產(chǎn)生較高的功率密度。它所基于的硅光纖的工藝現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟，因此可以制作出高精度，低損耗的光纖。如果光纖的選擇使泵浦和信號(hào)波長均運(yùn)行于單模工作狀態(tài)，則泵浦和信號(hào)光場之間的重合性非常好。由于光纖的幾何特點(diǎn)，使得這種結(jié)構(gòu)具有較高的面積一體積比，因而其散熱效果很好。以上這些特點(diǎn)就決定了硅為基質(zhì)的光纖激光器可以在較低的功率泵浦下工作在連續(xù)的輸出狀態(tài)，而其它塊狀玻璃介質(zhì)的激光器一般僅能工作在脈沖狀態(tài)，常需要相當(dāng)高的泵浦能量以獲得激光輸出。

光纖激光器的優(yōu)勢由于稀土離子能級(jí)寬和玻璃光纖的熒光譜較寬，光纖激光器的可調(diào)諧性強(qiáng)。能勝任惡劣的工作環(huán)境，對(duì)灰塵、震蕩、沖擊、濕度、溫度具有很高的容忍度。且具有高的電光效率，能夠綜合電光效率高達(dá)20%以上，大幅度節(jié)約工作時(shí)的耗電，節(jié)約運(yùn)行成本。由于光纖激光器的諧振腔內(nèi)無光學(xué)鏡片，具有免調(diào)節(jié)、免維護(hù)、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，這是傳統(tǒng)激光器無法比擬的。因其稀土離子能級(jí)非常豐富及其稀土離子種類之多輸出激光波長多。光纖激光器可以提供許多輸出波長，其中某些波長對(duì)于光通信是非常重要的。輸出光波長由摻雜到纖芯中的稀土元素離子所決定。在光譜段上1．33f4m和1．55flm波長的輸出是最重要的，因?yàn)樗鼈儗?duì)應(yīng)于光通信的兩個(gè)低損耗窗口。1．55捍m的輸出操作可以利用半導(dǎo)體器件作為泵浦源，因此意味著用較低的成本即可實(shí)現(xiàn)有價(jià)值的激光輸出。目前，利用光纖激光器得到了2—3捍m范圍內(nèi)的激光譜線輸出，這個(gè)波段的輸出在更低損耗的中紅外通信中有著潛在的應(yīng)用價(jià)值激光金屬雕刻

光纖激光器在金屬雕刻方面的應(yīng)用

淺雕

深雕

光纖激光器在金屬雕刻方面的應(yīng)用

金屬雕刻是激光打標(biāo)領(lǐng)域的一項(xiàng)典型應(yīng)用，即用激光光束將特定部分的金屬材料去除，從而實(shí)現(xiàn)想要達(dá)到的效果或標(biāo)識(shí)。在金屬雕刻應(yīng)用中，激光光束就像雕刻時(shí)使用的鑿刀，將多余的金屬材料鑿掉。激光金屬雕刻分為淺雕和深雕兩種。通常淺雕的雕刻深度為5～25祄；深雕的深度一般較深，具體深度取決于不同的材料、所用激光的功率以及雕刻的時(shí)間。深雕主要用于雕刻磨具、印章等。一般來講，雕刻深度與被雕刻材料對(duì)激光的吸收情況、激光的功率以及激光在被雕刻材料上的作用時(shí)間等因素有關(guān)。深雕通常需要較長的作用時(shí)間。在各種金塑材料的表面，都可以進(jìn)行深雕和淺雕，比如雕刻標(biāo)識(shí)碼、公司商標(biāo)以及更加復(fù)雜的圖像等。激光金屬深雕的優(yōu)點(diǎn)光纖激光器在金屬雕刻方面較傳統(tǒng)的機(jī)械式金屬雕刻具有很多優(yōu)點(diǎn)。其中最大的優(yōu)點(diǎn)是激光雕刻無需與被雕刻的工件接觸，因此省去了許多夾具和刀具。另外激光雕刻的高精度特性，也特別適用于復(fù)雜圖形的加工。光纖激光器是過去5年中發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，具有可靠高、免維護(hù)以及光斑模式好等特點(diǎn)，已經(jīng)在雕刻領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。與其他類型的激光器相比，光纖激光器由于具備脈寬短、重復(fù)頻率高、峰值功率大等優(yōu)點(diǎn)，在雕刻加工時(shí)，大大減少了熱效應(yīng)帶來的負(fù)面影響，使得加工品質(zhì)更加卓越，加工效率也大大提高。激光金屬雕刻應(yīng)用

激光雕刻是利用高能量密度的激光束在物體表面制作永久性的圖案。激光雕刻系統(tǒng)是集激光、光學(xué)、機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體的光電機(jī)一體化設(shè)備。激光雕刻加工就是將高能量的激光束，投射到材料表面，利用激光產(chǎn)生的熱效應(yīng)，在材料表面產(chǎn)生清晰圖案的激光加工過程，它是激光加工方式中的一種。一般說來，激光雕刻加工按加工效果一般分為如下三種：激光雕刻線條加工