光纤激光器的一些优点
发布时间:
2021/09/15 00:00
此外,通过3个监测反馈回路,分别实现相位调整、群速度稳定和光束角度自调节的功能。由此,将飞秒光纤激光器输出的平均功率推到了万瓦级别,具有里程碑式的意义[24]。
其中,固体激光器的应用最广泛,市场占有率,通俗的被分为以晶体为增益介质的激光器和以玻璃光纤为增益介质的激光器,目前少部分固体激光器利用灯如氙闪光灯作为泵浦源,大部分利用半导体激光器作为泵浦源。
重点以MOPA光纤激光器进行了介绍,MOPA光纤激光器是主振荡放大,电调制半导体激光器作为种子源,经过光纤放大器放大,其特点一是脉宽调制与重复频率独立;二是脉宽可调范围广,重频可调范围宽。
同时,也可以作为固体激光器/光纤激光器的泵浦源存在,泵浦增益介质晶体或者光纤,从而获得更好的光束质量,应用于更广泛的下游领域。
中功率激光器:中功率光纤激光器出货量增幅有所放缓。2019年国产中功率光纤激光器出货量达到以上,2020年国外厂商份额将被再次压缩,预计出货量很难再有大幅度提升。
根据增益介质的不同,激光器可以分为固态(含固体、半导体、光纤、混合)、液体激光器、气体激光器等,固态激光器具有稳定性好、功率较高、维护成本低的特点,在应用占优势。
光纤通信系统是以光为载波,利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。具体过程为:在发送端将传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
光纤种子+固体放大并辅以稳固的模块和整机设计保障激光器能够胜任从科研到工业生产等不同应用需求,甚至满足激光器野外、车载、船载等应用的需求。
7月7日,宣布了世界上台激光器的诞生,的方案的是,利用一个高强闪光灯管来在红宝石色水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到很高的温度。前苏联科学家于1960年发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成,其特点是:尺寸小、耦合效率高、响应速度快、波长和尺寸与光纤尺寸适配、可直接调制、相干性好。
与其他类型的激光器一样,光纤激光器由增益介质、泵浦源和谐振腔三个部分组成。光纤激光器使用纤芯中掺杂有稀土元素的有源光纤作为增益介质。一般采用半导体激光器作为泵浦源。而谐振腔则一般利用反射镜、光纤端面、光纤环形镜或光纤光栅等器件构成。具体过程为:在状态下,有源光纤(增益光纤)通过吸收泵源提供的能量,经有源光纤和光纤光栅组成的谐振腔激励放大后输出激光。
根据激光招股书,光纤激光器属于新一代固体激光器的一种,具有光电转换效率高、结构简单、光束质量好等特点,目前已成为激光技术发展主流方向和激光产业应用主力军。
纤激光器有望扩大份额并降价,但整体成本仍将高于905nm的半导体激光器。在1550nm波段,需要采用铟镓砷/磷化铟半导体,该材料所制备的半导体激光器的发光功率无法满足要求,通常采用光纤激光器。光纤激光器由种子源、泵浦源、以及增益光纤构成,所生产的激光光束质量优异,功率高,但价格也较为高昂。未来随着1550nm波长激光使用范围的进一步扩大出货量提升,光纤激光器的成本将出现一定程度的下降,但受制于材料本身的成本,1550nm光纤激光器的价格最终仍难以降至905nm半导体激光器的水平,有望成为高端产品的解决方案。
原理高功率光纤激光器,是相对于光纤通讯中作为载波的低功率光纤激光器而言的,是在光纤技术和激光泵浦原理基础上产生的新一代固态激光器,是21世纪进和效的激光器。近年来,随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的成熟发展,高功率光纤激光器的高转换效率和高输出功率正在引起激光技术产业新的革命。相比较传统的固体激光器,光纤激光器具有高光电转换效率,良好的激光束质量、全固态结构以及散热方便等方面的优点,在许多应用领域具有广阔的发展前景。
提高光纤激光器输出功率,有两种路径,是提高单谐振腔输出功率,第二是采用多光路合束输出。工业加工用的高功率多模连续光纤激光器是由数个单模连续光纤激光器通过光纤激光功率合束器进行非相干功率合束而成。目前,商用的工业级单纤单模连续光纤激光器及多模合束连续光纤激光器的输出功率分别达到20kW及500kW量级,而在市场广泛应用的多模连续光纤激光器的功率一般在3-30kW量级。
国产低功率光纤激光器主要用于3C产品打标、微雕等精细加工领域;国产中功率光纤激光器广泛应用于金属薄板切割和焊接领域;国产千瓦级以上的高功率光纤激光器主要应用于激光切割、打孔、焊接等领域。
按增益介质:固态(固体、光纤、半导体等)、气体、液体、自由电子激光器等。激光器按照增益介质(物质)分为:①液体激光和气体激光,由于效率低下和需要高频率更换物质和维护,目前只利用其特殊性能并在小众市场应用;②自由电子激光器目前技术还不充分,虽然有频率连续可调、频谱范围广等优势,但短期内还很难有广泛应用。
从技术上讲,可利用主动调Q技术实现纳秒脉冲光纤激光器。主动调Q激光器即在连续激光器中插入了一个Q开关。所谓Q值,可简单理解为振荡器内激光传输的损耗。例如光纤激光器中按销量计算排的调Q激光器,就是在连续振荡器腔内插入光纤声光调制器(),通过控制的周期性开关来获得特定重频和脉宽的激光信号输出。关闭时,腔内增益光纤在抽运激发下储存能量;开启时,信号脉冲产生并经腔内多次反射和增强,最终形成较强的激光脉冲输出,类似于水坝蓄水和泄洪。
,公司成功研发出光纤皮秒激光器,主要应用于半导体领域的LED晶圆切割,正式销售后将进一步丰富公司产品线。
光纤激光器按用途可以分为打标、微材料加工、宏观材料加工三大类。其中,微材料加工包括了除打标以外,所有输出功率小于1,000W的激光器应用;宏观材料加工包括了所有输出功率大于等于1,000W的激光器应用,主要为金属切割和焊接。
①激光器:能满足FMCW激光器的只有两种,一种是气体激光器以氦氖激光器为主,能做到非常窄的线宽和稳定的频率,另外一种光纤激光器,目前做天琴计划用到的就是光纤激光器。技术非常困难。
目前国产供应商的无源光纤产品已基本可以满足生产需求,国产供应商有、等。在激光器特种光纤领域,上市公司早在2016年就开始涉足,并与和率先开展合作。最终在2018年底,的产品具备了特种光纤的进口替代能力,并成为和的核心供应商。
凭借出色的综合性能,光纤激光器迅速在工业激光器市场得到了放量,目前已经占据了工业激光器市场半壁以上江山。随着传统替代和新兴应用场景的不断开发,光纤激光器在全球的市场占比有望进一步提升。
镭锳激光P系列QCW以及光睿GR系列光纤激光器高速焊接系统,追求卓越的焊接效果,广泛应用于手机3C、医疗、通讯等行业。整机能耗小,集成度高,人性化设计更加贴合市场需求。焊接特点主要满足:
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