1、光纖激光器與YAG激光器在切割領(lǐng)域中對(duì)比分析內(nèi)容來(lái)源網(wǎng)絡(luò)，由“深圳機(jī)械展（11萬(wàn)就，1100多家展商，超10萬(wàn)觀眾）”收集整理！ 更多cnc加工中心、車銑磨鉆床、線切割、數(shù)控刀具工具、工業(yè)機(jī)器人非標(biāo)自動(dòng)化、數(shù) 字化無(wú)人工廠、精密測(cè)量、3D打印、激光切割、鈑金沖壓折彎、精密零件加工等展示，就 在深圳機(jī)械展.光纖通常是以SiO2為基質(zhì)材料拉成的玻璃實(shí)體纖維，主要廣泛應(yīng)用于光纖通訊，其導(dǎo)光原 理就是光的全內(nèi)反射機(jī)理。普通裸光纖一般由中心高折射率一、光纖激光器原理：光纖通常是以SiO2為基質(zhì)材料拉成的玻璃實(shí)體纖維，主要廣泛應(yīng)用于光纖通訊，其導(dǎo) 光原理就是光的全內(nèi)反射機(jī)理。普通裸光纖一般由中心高折射率玻

2、璃芯芯徑一般為 9-62.5um）、中間為低折射率硅玻璃包層芯徑一般為125um）和最外部的加強(qiáng)樹(shù)脂涂層組 成（見(jiàn)圖一）。光纖可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖：中心玻璃芯較細(xì)直徑9um+0.5um），只 能傳一種模式的光，其模間色散很小，具有自選模和限模的功能。多模光纖：中心玻璃芯較 粗（50um+1um），可傳多種模式的光，但其模間色散較大，傳輸?shù)墓獠患?。?yōu)點(diǎn)：光纖激光器具有體積小、能耗低、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性高、免維護(hù)、多波段、綠色環(huán)保等特 征，它以優(yōu)越的光束質(zhì)量、穩(wěn)定的性能、超高的光電轉(zhuǎn)換效率，贏得了眾多激光業(yè)內(nèi)人士的 肯定。光纖激光器以其超高的可靠性，卓越的光束質(zhì)量，低廉的運(yùn)行成本，為激光

3、加工行業(yè) 建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。它增益介質(zhì)長(zhǎng)、耦合效率高、散熱好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、使用靈活方便、輸出激光光束質(zhì) 量好且輸出波長(zhǎng)范圍寬(400 3400nm )。1、高功率高功率光纖激光器都是雙包層光纖，泵浦光打到外包層上，能量被吸收，再部分轉(zhuǎn)換為 激光，因此包層的材料和結(jié)構(gòu)對(duì)光纖激光器的影響很大，目前各國(guó)已研制出各種形狀的光纖， 有圓形的、D形的、矩形的、非穩(wěn)腔形、梅花形、正方形、平面螺紋形等。2、無(wú)需熱電冷卻器這種大功率的寬面多模二極管可在很高的溫度下工作，只須簡(jiǎn)單的風(fēng)冷，成本低。3、很寬的泵浦波長(zhǎng)范圍高功率的光纖激光器內(nèi)的活性包層光纖摻雜了鉺/鐿稀土元素，有一個(gè)寬且又平坦的光 波吸收區(qū)(930-9

4、70nm),因此，泵浦二極管不需任何類型的波長(zhǎng)穩(wěn)定裝置4、效率高泵浦光多次橫穿過(guò)單模光纖纖芯，因此其利用率高。5、高可靠性1、采用杈纖直接熔接耦合進(jìn)行側(cè)泵，一無(wú)需任何光學(xué)元件，二可避免損傷光纖端面， 三是容易提高泵源的注入。2、新穎的螟蚣式側(cè)泵方式：光纖兩側(cè)生許多纖杈與LD尾纖直接熔接，從各個(gè)不同點(diǎn) 進(jìn)行單個(gè)泵浦，可避免強(qiáng)激光單點(diǎn)引起的非線性效應(yīng)和模式惡化。3、采用多個(gè)高功率匚。單管代替LD集成陣列作泵浦源，一可提高光源的模式，二是 易于泵源的散熱提高壽命，三有利于維修更換。！q!lj,q)Pq7u4、采用發(fā)光面很寬的LD (100-250US )作為泵源可大大降低LD發(fā)光點(diǎn)所承受的光功率密度

5、提高其壽命，一般可達(dá)100,000小時(shí)。應(yīng)用:光纖激光器只消耗相當(dāng)于1%的燈泵激光器所需電能，同時(shí)其效率是半導(dǎo)體泵固體激光 器（Nd激光系統(tǒng)）的兩倍以上。更高的效率、更長(zhǎng)的使用壽命、更少的維護(hù)結(jié)合起來(lái)使得光 纖激光器的擁有者的成本富有極強(qiáng)的吸引力。光纖激光器在那些要求近紅外高光束質(zhì)量的激 光器應(yīng)用中大有用武之地。他們會(huì)對(duì)小的聚焦光斑、高的功率密度有特殊的興趣，如桌面式 的生產(chǎn)。一束100W的激光輸出光斑可以被聚焦到5um那么小，這相當(dāng)于亮度是 109W/cm2 ?，F(xiàn)在光纖激光器的應(yīng)用定位包括：選擇性的焊接、標(biāo)刻、各類藝術(shù)成像、退 火、微機(jī)械器件的折曲、廣2mm 不銹鋼部件的切割等應(yīng)用（與功率大

6、小有關(guān)）。纖激光器應(yīng)用范圍非常廣泛，包括激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車 制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、E印刷制輥、金屬非金屬鉆孔、切割、焊接、光纖激光器 可作為軍用激光信標(biāo)光源；在海軍裝備中，光纖激光器可用作對(duì)潛通訊、探測(cè)魚(yú)雷、測(cè)量海 深、水下傳感及?；饪匚淦?。軍事國(guó)防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)等等。缺點(diǎn)：價(jià)格比較高，通常僅限制在金屬加工領(lǐng)域，而在非金屬加工中不太可能有所作為。比如 塑料、紙張或布料等材料。這些行業(yè)將繼續(xù)由CO2激光器統(tǒng)治與傳統(tǒng)激光切割機(jī)相比，光纖切割的優(yōu)點(diǎn)它既可做平面切割，也可做斜角切割加工，且邊緣整齊、平滑，適用于金屬板、玻璃等高精 度的切割加

7、工。比起普通二氧化碳激光切割機(jī)更節(jié)省空間和氣體消耗量，光電轉(zhuǎn)化率高，是 節(jié)能環(huán)保的新產(chǎn)品，也是世界上領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品之一。光纖激光切割機(jī)具有極高的電光轉(zhuǎn)換效率，其電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)25%,比傳統(tǒng)激光切割 機(jī)的電光轉(zhuǎn)換效率高出數(shù)倍，而綜合運(yùn)行費(fèi)用卻僅為傳統(tǒng)激光切割機(jī)的15%。同時(shí)，光纖激光切割機(jī)體積較小，其激光發(fā)生器的占地面積不到1平方米，整體占地面積約50平方米， 為傳統(tǒng)激光切割機(jī)的三分之二。二、YAG激光器原理：YAG激光器是以釔鋁石榴石晶體為基質(zhì)的一種固體激光器。釔鋁石榴石的化學(xué)式是 Y3Al5O15,簡(jiǎn)稱為丫人仔。和其他固體激光器一樣,YAG激光器基本組成部分是激光工作物質(zhì)、泵浦源和諧振腔。 不

8、過(guò)由于晶體中所摻雜的激活離子種類不同，泵浦源及泵浦方式不同，所采用的諧振腔的結(jié)構(gòu) 不同，以及采用的其他功能性結(jié)構(gòu)器件不同,YAG激光器又可分為多種，例如按輸出波形可分 為連續(xù)波YAG激光器、重頻丫入6激光器和脈沖激光器等;按工作波長(zhǎng)分為1.06MnYAG激 光器、倍頻YAG激光器、拉曼頻移 YAG激光器（右1.54面和可調(diào)諧YAG激光器如色心 激光器）等按摻雜不同可分為Nd:YAG激光器、摻Ho、Tm、Er等的YAG激光器以晶體的 形狀不同分為棒形和板條形YAG激光器才艮據(jù)輸出功率（能量）不同，可分為高功率和中小功率 YAG激光器等。固體激光切割機(jī)將波長(zhǎng)為1064nm的脈沖激光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)束、反射

9、、聚焦后，輻射加熱 材料表面，表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，由數(shù)字化精確控制激光脈沖的寬度、能量、峰 值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，瞬間使材料熔融汽化蒸發(fā)，從而通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的切 割、焊接、打孔。特點(diǎn)：該機(jī)光束質(zhì)量好、具有高效率、低成本、穩(wěn)定、安全、更精密、可靠性高，集切割、焊 接、打孔等多功能為一體，是理想的精密高效柔性加工設(shè)備。加工速度快，效率高，經(jīng)濟(jì)效益好直邊割縫小，切割面光滑，可獲得大的深徑比和深寬比熱變形極小，可在硬、脆、軟等各種材料上進(jìn)行加工不存在刀具磨損、替換問(wèn)題，無(wú)機(jī)械變?nèi)菀讓?shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可在特殊條件下實(shí)現(xiàn)加工泵浦效率高，可達(dá)20%左右（燈浦泵效率只有百分之幾）隨著效率的提高

10、，激光介質(zhì)的熱負(fù) 荷下降，因此匕大大改善光束質(zhì)量壽命長(zhǎng)（LD的壽命達(dá)數(shù)萬(wàn)小時(shí),脈沖達(dá)1011次）可靠性高、體 積小,重量輕，適于小型化應(yīng)用。應(yīng)用：適用于金屬材料的激光切割、焊接、打孔：如碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鋁及合金、銅及 合金、鈦及合金、鐐鑰合金等材料。廣泛應(yīng)用于航空、航天、兵器、艦船、石化、醫(yī)療、儀 表、微電子、汽車等行業(yè)。不僅使加工質(zhì)量得到提高，而且提高了工作效率;除此之外,YAG激 光器還可以為科學(xué)研究提供一種精確而快捷的研究手段。4、相比于其他的激光器（主要是指CO2激光器）的優(yōu)點(diǎn)：1、YAG激光器能以脈沖和連續(xù)兩種方式工作，其脈沖輸出可通過(guò)調(diào)Q和鎖模技術(shù)獲 得短脈沖及超短脈沖，從而使其加工范圍比CO2激光更大；2、它輸出的波長(zhǎng)為1.06um，恰好比CO2激光波長(zhǎng)10.06um小一個(gè)數(shù)量級(jí)，因而使 其與金屬的偶合效率高、加工性能良好（一臺(tái)800WYAG 激光器的有效功率相當(dāng)于3KWCO2 激光功率）；3、YAG激光器結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、使用簡(jiǎn)便可靠、維修要求較低。4、YAG激光器能與光纖偶合，借助時(shí)間分割和功率分割多路系統(tǒng)能方便地將一束激光傳輸給多個(gè)工位或遠(yuǎn)程距離工位，便于激光加工實(shí)現(xiàn)柔性化。所以，在激光器的選擇上，要考慮