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光纖激光切割機的特點及光纖激光器原理介紹

發布時間:2017-04-22 02:05:33

返回:公司新聞

   光纖激光切割機由于它可以通過光纖傳輸,柔性化程度空前提高,故障點少,維護方便,速度快,所以在切割4mm以內薄板時光纖切割機有著很大的優勢,但是受固體激光波長的影響它在切割厚板時質量較差。光纖激光切割機的波長為1.06um,不易被非金屬吸收,故不能切割非金屬材料。光纖激光的光電轉化率高達25%以上,在電費消耗、配套冷卻系統等方面光纖激光的優勢相當明顯。根據國際安全標準,激光危害等級分4級,光纖激光由于波長短對人體由于是眼睛的傷害大,屬于危害大的一級,出于安全考慮,光纖激光加工需要全封閉的環境。
   主要優點:光電轉換率高,電力消耗少,能切割12MM以內的不銹鋼板,碳鋼板,是這三種機器中切割薄板速度最快的激光切割機,割縫細小,光斑質量好,可用于精細切割。
   主要劣勢及缺點:目前光纖激光器大部分核心關鍵技術都掌握在歐美等國家的一兩個生產廠家手中,所以大部分機器價格昂貴,大部分的機器價格在150萬以上,小功率的也基本在50萬元左右,切割時由于光纖割縫很細耗氣量巨大(尤其是在氮氣切割時),另外光纖激光切割機很難甚至不能切割鋁板,銅板等高反射材料,且在切割厚板時速度很慢。

   主要市場定位:12mm以下切割,尤其是薄板的高精密加工,主要針對對加精度及效率要求極高的廠家,估計伴隨著5000W及以上激光器的出現,光纖激光切割機最終會取代CO2大功率激光切割機的大部分市場。

   光纖激光器原理結構:在光纖纖芯中摻入稀土離子,泵浦光通過光纖時,纖芯中的稀土離子吸收泵浦光,躍遷到激光上能級,產生粒子數反轉。反轉后的粒子在自發輻射光子或者特別注入的光子誘導下以受激輻射躍遷到激光下能級,同時發射出與誘導光子相同的光子,這樣的過程雪崩般發生,于是發射出激光。這就是光纖激光器的基本原理。選擇在光纖中摻稀土離子構成光纖激光器,部分原因就是稀土離子的吸收范圍正好與半導體激光器的輻射范圍重合,因而能方便地采用成本低廉的、工藝較為成熟的半導體激光器作為泵浦光源。

   光纖激光器的基本結構由增益介質、諧振腔與泵浦源組成。增益介質為摻有稀土離子的光纖芯,摻雜光纖放置在兩個反射率經過選擇的腔鏡之間,泵浦光從光纖激光切割機激光器的左邊腔鏡耦合進入光纖,經準直光學系統和濾波器得到輸出激光。從理論上來說,只有泵浦源和增益光纖是構成光纖激光器的必須組件,而諧振腔并非必不可缺的組件。諧振腔的選模和增加增益介質長度的作用在激光切割機光纖激光器中是可以不用的,因長光纖本身可以非常長 ,從而獲得很高的單程增益,而光纖的波導效應又可以起到選模的作用。但實際應用中人們一般希望使用較短光纖,所以多數情況下采用諧振腔,以引入反饋。

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