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光纤激光器连续与脉冲,该如何选择?

更新时间:2024-01-04 点击量:365
光纤激光器以其结构简单,成本低廉,电光转换效率高,输出效果好的特点,在工业激光器中占比逐年提升。据统计,2020年工业激光器市场中,光纤激光器占比已达52.7%。


以输出光束的特点分类,光纤激光器可分为连续激光脉冲激光两大类别。这两者有什么技术区别,各自适合于怎样的应用场景?以下对一般情况的应用进行简单对比。





顾名思义,连续光纤激光器输出的激光是连续不断的,功率维持在一个固定的水平,这个功率即为激光器的额定功率。长时间稳定运行时连续光纤激光器的优势所在。


而脉冲激光的激光是“时断时续"的。当然,这个断续的时间往往很短,通常以毫秒、微秒,甚至纳秒、皮秒为单位。相对连续激光,脉冲激光的强弱处于不断变化中,所以有着“波峰"和“波谷"的概念。


通过脉冲调制,脉冲激光可以快速释放,在波峰位置达到极大的功率,但由于存在波谷,所以平均功率相对较低。可以想象,如果平均功率一样,那么脉冲激光的功率峰值可以远远大于连续激光,实现比连续激光器更大的能量密度,体现到金属加工上就是有更大的熔深穿透能力,同时,也适合于不能承受持续性高热量的热敏材料,以及一些高反射率材料。

通过两者的输出功率特点,我们可以分析得出应用上的区别。


连续光纤激光器通常适合于:




· 大型设备加工,如车船机械,大型钢板的切割加工,以及其他对热效应不敏感,但对成本较敏感的加工场合

· 在医疗领域中被用于手术切割和凝固,比如外科手术后止血等

· 广泛应用于光纤通信系统中,用于信号传输和放大,具有高稳定性和较低的相位噪声

· 在科学研究领域中用于光谱分析、原子物理实验和激光雷达等应用,可提供高功率和高光束质量的激光输出





而脉冲光纤激光器通常适合于:




· 不能承受太强热效应、或者质地较脆材料的精密加工场合,如对电子芯片、陶瓷玻璃、医用生物零件的加工

· 材料反射率较高,容易因反射损坏激光头本身。比如对铜、铝材料的加工

· 对易受损基材的外部进行表面处理或清洗

· 需求短时间的高功率,深穿透力的加工场合,如厚板切割,金属材料打孔等,

· 需要应用脉冲作为信号特征的场合。比如光纤通信和光纤传感器等等

· 在生物医学领域中用于眼科手术、皮肤治疗和组织切割等,具备较高的光束质量和调制性能

· 3D打印中,实现较高精度和复杂结构的金属零件制造

· 先进激光等



脉冲光纤激光器和连续光纤激光器在原理、技术特点和应用方面存在着一些区别,各自适用于不同的场合。脉冲光纤激光器适用于需要高峰功率和调制性能的应用,如材料加工和生物医学;而连续光纤激光器适用于需要高稳定性和高光束质量的应用,如通信和科学研究。根据具体需求选择合适的光纤激光器类型,将有助于提高工作效率和应用质量。





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