光纤激光器的主要应用领域及进展

时间：2019-05-27

光纤激光器
激光器是我们生活中是十分重要的知识点之一，这是大家众所周知的。在上篇文章中已为大家讲解了什么是光纤激光器的相关内容了，但为了让大家更深一步的掌握好光纤激光器的知识，今天我将再为大家再续光纤激光器的知识讲解，本文重点讲解的是光纤激光器的主要应用领域与我国光纤激光器的研究进展要点知识。
1、标刻应用
脉冲光纤激光器以其优良的光束质量，可靠性，较长的免维护时间，较高的整体电光转换效率，脉冲重复频率，较小的体积，无须水冷的较简单、较灵活的使用方式，较低的运行费用使其成为在高速、高精度激光标刻方面的一选择。
一套光纤激光打标系统可以由一个或两个功率为25W的光纤激光器，一个或两个用来导光到工件上的扫描头以及一台控制扫描头的工业电脑组成。这种设计比用一个50W激光器分束到两个扫描头上的方式高出达4倍以上的效率。该系统较大打标范围是175mm*295mm，光斑大小是35um，在全标刻范围内**定位精度是+/-100um。100um工作距离时的聚焦光斑可小到15um。
2、材料弯曲的应用
光纤激光成型或折曲是一种用于改变金属板或硬陶瓷曲率的技术。集中加热和快速自冷切导致在激光加热区域的可塑性变形，*性改变目标工件的曲率。研究发现用激光处理的微弯曲远比其他方式具有更高的精密度，同时，这在微电子制造是一个很理想的方法。
3、材料处理的应用
光纤激光器的材料处理是基于材料吸收激光能量的部位被加热的热处理过程。1um左右波长的激光光能很容易被金属、塑料及陶瓷材料吸收。
4、激光切割的应用
随着光纤激光器的功率不断攀升，光纤激光器在工业切割方面得以被规模化应用。比如：用快速斩波的连续光纤激光器微切割不锈钢动脉管。由于它的高光束质量，光纤激光器可以获得非常小的聚焦直径和由此带来的小切缝宽度正在刷新医疗器件工业的标准。
由于其波段涵盖了1.3μm和1.5μm两个主要通信窗口，因此光纤激光器在光通信领域拥有**的地位，大功率双包层光纤激光器的研制成功使其在激光加工领域的市场需求也呈迅速扩展的趋势。光纤激光器在激光加工领域的范围和所需性能具体如下：软焊和烧结：50－500W；聚合物和复合材料切割：200W－1kW；去激活：300W－1kW；快速印刷和打印：20W－1kW；金属淬火和涂敷：2－20kW；玻璃和硅切割：500 W－2kW。此外，随着紫外光纤光栅写入和包层泵浦技术的发展，输出波段在紫光、蓝光、绿光、红光及近红外光的波长上转换光纤激光器已可以作为实用的全固化光源而广泛应用于数据存储，彩色显示，医学荧光诊断。远红外波长输出的光纤激光器由于其结构灵巧紧凑，能量和波长可调谐等优点，也在激光医疗和生物工程等领域得到应用。
目前我国光纤激光器的研究进展
2002年南开大学报道了在掺Yb3 + 双包层光纤器中得到了脉宽4. 8ns 的自调Q 脉冲输出和混合调Q 双包层光纤激光中得到峰值功率大于8kW ,脉宽小于2ns 的脉冲输出。
2003年南开大学报道了利用脉冲泵浦获得100kW 峰值功率的调Q 脉冲,以及得到的60nm 可调谐的调Q 脉冲。
2003年11月20日报道，上海科学家在激光领域取得新成果，成功开发出输出功率高达 107W的光纤激光器。此激光器的全称为“高功率掺镱双包层光纤激光器”，与目前已有的激光器相比它的维护费用和功率消耗都要低得多，寿命是普通激光器的几十倍。该课题组的负责人之一楼祺洪研究员告诉记者，激光打印有着广泛的应用前景，与市民生活直接相关的如食品的生产日期、防伪标志等，若以激光打印代替现在的油墨打印清晰度高、**褪色、难以仿冒、利于环保，具有国际流行的新趋势。上海科学家研制的光纤激光器使光纤激光输出功率又上升了一个新台阶，较大输出功率达107W，已经遥遥良好于全国**。
2004年，南开大学又报道了连续泵浦206kW峰值功率的调Q脉冲。
2004年12月3日，烽火通信报道，继推出激光输出功率达100W以上的双包层掺镱光纤后，经过艰苦的攻关再创佳绩，将该类新型光纤的输出功率成功提高至440W，达到国际良好水平。
这是烽火通信在特种光纤领域迈出的重要一步，同时也是我国在高功率激光器用光纤领域的重大突破。掺镱双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型高功率激光器件，由于其具有光束质量好、效率高、易于散热和易于实现高功率等特点，近年来发展迅速，并已成为高精度激光加工、激光雷达系统、光通信及目标指示等领域中相干光源的重要候选者。双包层掺镱激光器的主要激光增益介质是双包层掺镱光纤，因此双包层掺镱光纤的性能直接决定了该类激光器的转换效率和输出功率。烽火通信作为国内一一家进行双包层掺镱光纤研究的单位，在成功推出输出功率达100W以上的完全可商用的双包层掺镱光纤产品后，又加大的研发力度，使得其输出功率实现440W以上，达到国际良好水平。
总而言之，光纤激光器作为*三代激光技术的代表，具有其他激光器无可比拟的技术优越性。不过，至少在我看来，在短期内，光纤激光器将主要聚焦在高端用途上随光纤激光器的普及，成本的降低以及产能的提高，较终将可能会替代掉**大部分高功率 CO2激光器和绝大部分YAG激光器。同时希望本文能对各位读者有比较大的参考价值
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