济宁光纤金属保护管厂 中杰

深圳市中杰光电科技有限公司

采用高平均功率光纤激光器加工
虽然10千瓦单模激光器已经制造出来，但这种高平均功率和高亮度的结合显然**过了当前材料加工的需求。在传统的气体辅助的激光切割中，需要提供辅助气体至切割的较前端，因此存在着一种限制：能够实现的高宽比只在一定范围之内。
光纤激光器是目前广泛认为亮度较高和红外激光束聚焦性较高的激光源，加上其它一些广为人知的光纤激光器的优势，令其在钣金切割应用中赢得快速增长的市场份额，在欧洲地区尤为明显。现在人们普遍接受并认同，对于切割厚度低于8毫米的金属材料，与CO2激光器相比，在获得相同切割质量的情况下，相同的功率能获得更高的切割速度，相同的切割速度只需要更小的功率。科学文献中有一些建议指出，这些不同波长的激光在切割大于10毫米厚的钢板过程时的表现存在着本质上的差异，显然这些说法的真实性还有待调查，但欧洲的光纤激光设备集成商已经开始针对厚板的切割质量做实质性改善。
进一步的研发已使紧凑型500瓦平均功率的系统可提供低于100纳秒的脉冲宽度。该范围的激光器都有一个三级MOPA配置的全光纤形式。光纤尾纤连接声光调制器（AOM）被用来控制脉冲宽度，范围从30至2000纳秒不等，在此范围内的峰值输出较高达1兆瓦。输出光隔的形式是“光纤到空气”或“光纤到加工光纤。”
图3、高功率脉冲激光器，亮度和脉冲能量的关系图。

高脉冲能量——高达50mJ，小于100纳秒的脉冲，可在工件上达到很高的峰值功率，虽然在脉冲能量增加的时候必须做出一些妥协（见图3）。这些激光器通过一种声波或热震机制，可有效地去除各种不同类型的表面膜层，这样就能较大限度地减少对部件的热输入。方形光纤现在也被运用到这种激光器中，可以大大提高一些应用中的加工效率（见图4和5）。
光纤激光器奠定了它在工业激光大家族，尤其是在高功率数千瓦级产品中的地位，很显然，早前光纤激光器的相关限制现已被充分理解，这也促成了激光器更大范围的发展。光纤激光器一脉相承的可扩展性已经被用于将多模光纤激光器的输出功率放大至50千瓦以上，将单模光纤激光器的功率增大到10千瓦。

脉冲光纤激光器
脉冲纳秒激光器是较早一种被开发出来的类型，它们在商业市场上的成功取代了很大一部分打标用的激光器。这种激光器的平均功率现在已经被扩展到高达500瓦。另一方面，对这种光纤激光技术的深入研究导致了光纤激光器能生成数纳秒的更窄的脉冲宽度、更高的亮度，以及高达数兆赫的重复频率。保偏光纤激光器现在也被开发应用于高效变频至532纳米。近来，具有更长脉冲宽度的毫秒级准连续波（QCW）激光器也被开发出来。基于对光纤激光器的深入研究发现，其优点是几乎可应用于宏观和微观工业激光加工的全部范围。