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光纖激光器連續(xù)與脈沖,該如何選擇?

更新時間:2024-01-04 點擊量:656
光纖激光器以其結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,電光轉(zhuǎn)換效率高,輸出效果好的特點,在工業(yè)激光器中占比逐年提升。據(jù)統(tǒng)計,2020年工業(yè)激光器市場中,光纖激光器占比已達52.7%。


以輸出光束的特點分類,光纖激光器可分為連續(xù)激光脈沖激光兩大類別。這兩者有什么技術(shù)區(qū)別,各自適合于怎樣的應(yīng)用場景?以下對一般情況的應(yīng)用進行簡單對比。





顧名思義,連續(xù)光纖激光器輸出的激光是連續(xù)不斷的,功率維持在一個固定的水平,這個功率即為激光器的額定功率。長時間穩(wěn)定運行時連續(xù)光纖激光器的優(yōu)勢所在。


而脈沖激光的激光是“時斷時續(xù)"的。當然,這個斷續(xù)的時間往往很短,通常以毫秒、微秒,甚至納秒、皮秒為單位。相對連續(xù)激光,脈沖激光的強弱處于不斷變化中,所以有著“波峰"和“波谷"的概念。


通過脈沖調(diào)制,脈沖激光可以快速釋放,在波峰位置達到極大的功率,但由于存在波谷,所以平均功率相對較低。可以想象,如果平均功率一樣,那么脈沖激光的功率峰值可以遠遠大于連續(xù)激光,實現(xiàn)比連續(xù)激光器更大的能量密度,體現(xiàn)到金屬加工上就是有更大的熔深穿透能力,同時,也適合于不能承受持續(xù)性高熱量的熱敏材料,以及一些高反射率材料。

通過兩者的輸出功率特點,我們可以分析得出應(yīng)用上的區(qū)別。


連續(xù)光纖激光器通常適合于:




· 大型設(shè)備加工,如車船機械,大型鋼板的切割加工,以及其他對熱效應(yīng)不敏感,但對成本較敏感的加工場合

· 在醫(yī)療領(lǐng)域中被用于手術(shù)切割和凝固,比如外科手術(shù)后止血等

· 廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中,用于信號傳輸和放大,具有高穩(wěn)定性和較低的相位噪聲

· 在科學(xué)研究領(lǐng)域中用于光譜分析、原子物理實驗和激光雷達等應(yīng)用,可提供高功率和高光束質(zhì)量的激光輸出





而脈沖光纖激光器通常適合于:




· 不能承受太強熱效應(yīng)、或者質(zhì)地較脆材料的精密加工場合,如對電子芯片、陶瓷玻璃、醫(yī)用生物零件的加工

· 材料反射率較高,容易因反射損壞激光頭本身。比如對銅、鋁材料的加工

· 對易受損基材的外部進行表面處理或清洗

· 需求短時間的高功率,深穿透力的加工場合,如厚板切割,金屬材料打孔等,

· 需要應(yīng)用脈沖作為信號特征的場合。比如光纖通信和光纖傳感器等等

· 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中用于眼科手術(shù)、皮膚治療和組織切割等,具備較高的光束質(zhì)量和調(diào)制性能

· 3D打印中,實現(xiàn)較高精度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬零件制造

· 先進激光等



脈沖光纖激光器和連續(xù)光纖激光器在原理、技術(shù)特點和應(yīng)用方面存在著一些區(qū)別,各自適用于不同的場合。脈沖光纖激光器適用于需要高峰功率和調(diào)制性能的應(yīng)用,如材料加工和生物醫(yī)學(xué);而連續(xù)光纖激光器適用于需要高穩(wěn)定性和高光束質(zhì)量的應(yīng)用,如通信和科學(xué)研究。根據(jù)具體需求選擇合適的光纖激光器類型,將有助于提高工作效率和應(yīng)用質(zhì)量。





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