激光技术光纤激光器的应用

2008/12/30/9:30来源:机械网专家
现在,光纤激光器是由很长的掺杂双包层光纤和高可靠性、多模、单发光体半导体激光器组成,该半导体激光器为光纤外包层提供泵浦光。这些单发光结构的半导体二极管的寿命高出条行结构的半导体二极管10到100倍,是高可靠性和免维护运行的关键所在。目前,基于相同可靠性设计的通讯产品用的半导体泵浦激光器在5W、25度室温下测试说明MTBF值超出20万小时。此外,在与其他种类相同功率单模(TEM00)激光器相比,光纤激光器具有独特的优势,特别在工业应用领域。主要包括:高墙插(电源)效率、紧凑设计、易于进行光传输和冷却系统集成以及能提供长达1万小时连续出光而无须任何人为看管的免维护运行。  

  光纤激光器只消耗相当于1%的灯泵激光器所需电能,同时其效率是半导体泵固体激光器(Nd激光系统)的两倍以上。更高的效率、更长的使用寿命、更少的维护结合起来使得光纤激光器的拥有者的成本富有极强的吸引力。光纤激光器在那些要求近红外高光束质量的激光器应用中大有用武之地。他们会对小的聚焦光斑、高的功率密度有特殊的兴趣,如桌面式的生产。一束100W的激光输出光斑可以被聚焦到5um那么小,这相当于亮度是109W/cm2。现在光纤激光器的应用定位包括:选择性的焊接、标刻、各类艺术成像、退火、微机械器件的折曲、1~2mil不锈钢部件的切割等应用。  

  标刻应用  

  光纤激光标刻系统占地空间很小,而且完全免维护。光纤激光器的卓越光模式质量特别适合在高精度的标刻应用。带有光束准直装置的单模光纤和集成的光学聚焦系统提供了易于集成长达7m距离的光束传输系统。  

  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。该系统最大打标范围是175x295mm,光斑大小是35um,在全标刻范围内绝对定位精度是+/-100um。100mm工作距离时的聚焦光斑可小到15um。内陷的手动变焦光学系统使得聚焦光斑可以根据需要扩大到150um而不需移动扫描头。 

  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。  

  用一个25W光纤激光器以150mm/Sec的速度在不锈钢上雕刻字符和商标。薄的不锈钢箔能用15W的光纤激光器以750mm/sec的速度进行雕刻。阳极电镀处理过的铝片经25W激光功率雕刻后则显现出很高的对比度。这里,激光能量仅仅把镀在上面的有色薄涂层“吹”走而露出下面空白的金属。另外一个精密的层移除应用是用高能量密度的激光标刻汽车发动板或电子键盘中的背光照明手柄和按键。这里,高聚焦性能适合这类高精密的涂敷层的材料移除应用。  

  相比于典型的调Q的灯泵或半导体泵固体激光系统的“非一致性”标刻,用连续光纤激光器制成的标刻系统被广泛应用于非“入侵”性的标刻中。这对于在半导体封装上的膜层打标是十分重要的。调Q的固体激光器都会可能产生“非一致性”的打标深度和宽度;而且,由于传统Q开关激光器的高能量和短脉冲缺点,标记效果可能发生变形,这些变形可能导致微断裂,从而危及工件的寿命和性能。用连续光纤激光器做的标记根本上不会有变形。  

[1] [2] 下一页 
















 

版权所有©中国激光网-慧聪网激光频道 粤ICP证B2-20040573
广告及业务联系:QQ 4793947 E-mail
咨询热线:0769-22771942、22771943 传真:0769-22771946