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第三代激光技术:光纤激光器类型及优势

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。
 
  光纤激光器应用范围非常广泛,包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。
  按照光纤材料的种类,光纤激光器可分为:
 
  1晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤,主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+:YAG单晶光纤激光器等。
 
  2非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。
 
  3稀土类掺杂光纤激光器。光纤的基质材料是玻璃,向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活,而制成光纤激光器。
 
  4塑料光纤激光器。向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。
      光纤激光器作为第三代激光技术的代表,具有以下优势:
 
  (1)玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势;
 
  (2)玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配,这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故;
 
  (3)玻璃材料具有极低的体积面积比,散热快、损耗低,所以上转换效率较高,激光阈值低;
 
  (4)输出激光波长多:这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多;
 
  (5)可调谐性:由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。
 
  (6)由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片,具有免调节、免维护、高稳定性的优点,这是传统激光器无法比拟的。
 
  (7)光纤导出,使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用,使机械系统的设计变得非常简单。
 
  (8)胜任恶劣的工作环境,对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
 
  (9)不需热电制冷和水冷,只需简单的风冷。
 
  (10)高的电光效率:综合电光效率高达20%以上,大幅度节约工作时的耗电,节约运行成本。
 
  (11)高功率,目前商用化的光纤激光器是六千瓦。

点击次数:  更新时间:2018-10-17  【打印此页】  【关闭
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