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閱讀：3發(fā)布時(shí)間：2025-7-7
目前，大功率激光器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中光纖激光器在加工領(lǐng)域傾向于取代傳統(tǒng)的YAG、CO2激光器。目前成功商用化的光纖大功率激光器功率可達(dá)千瓦甚至萬(wàn)瓦的數(shù)量級(jí)。
大功率激光器的優(yōu)勢(shì)
與同等功率水平的傳統(tǒng)固體激光器或氣體激光器相比，大功率激光器在光束質(zhì)量、工作效率、結(jié)構(gòu)和體積、系統(tǒng)維護(hù)等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。具體體現(xiàn)在：
1.由于雙包層光纖的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，輸出激光光斑小，亮度高，光束質(zhì)量接近衍射極限。
2.損傷閾值高(一般1.5W/m2)，容易實(shí)現(xiàn)高功率和高轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)選擇不同反射特性的稀土摻雜光纖或光柵，可以獲得工作波長(zhǎng)范圍較寬的光纖激光器。
3.由于表面積與活性介質(zhì)體積比高，散熱性能好，不需要特殊制冷。一百瓦的可以簡(jiǎn)單地用空氣冷卻。
4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、可靠性好、對(duì)灰塵、震動(dòng)、沖擊、濕度等的耐受性高。使用靈活方便。
5.成本在不斷降低。
大功率激光器憑借一系列優(yōu)勢(shì)和數(shù)十千瓦的輸出功率，逐漸將應(yīng)用范圍從光通信擴(kuò)展到工業(yè)加工、材料加工、生物醫(yī)學(xué)、國(guó)防等越來(lái)越多的領(lǐng)域。
1.在通信領(lǐng)域，全光通信網(wǎng)絡(luò)是用光纖激光器應(yīng)用和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。提供的1.3m和1.55m波段位于光通信用的兩個(gè)低損耗窗口中。雙包層光纖激光器的出現(xiàn)解決了拉曼光纖放大器的泵浦源問(wèn)題。在光通信窗口的所有波長(zhǎng)上工作，可以在線放大光信號(hào)。實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大是遠(yuǎn)距離、遠(yuǎn)距離通信的理想選擇。高功率激光器的另一個(gè)發(fā)展方向是應(yīng)用于光孤子通信和空間通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)錯(cuò)誤通信。
2.在工業(yè)加工中，激光加工技術(shù)是利用與材料相互作用的特性對(duì)材料進(jìn)行切割、焊接、表面處理、鉆孔和微細(xì)加工的加工技術(shù)。這是大功率激光器的應(yīng)用領(lǐng)域，具有廣闊的市長(zhǎng)/市場(chǎng)前景。與加工相比，加工對(duì)象范圍廣，具有非接觸加工、減少污染、提高速度、自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的大功率激光器相比，工作波長(zhǎng)在nm范圍內(nèi)的鐿激光器具有轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好、維護(hù)周期長(zhǎng)、操作成本低等優(yōu)點(diǎn)。它們的效率和功率在材料加工上可與傳統(tǒng)的YAG激光器相媲美。
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