激光器产生激光的原理 激光器的分类

光纤激光器应用广泛,细分类型可以满足特殊要求 。
光纤激光器的分类方法有很多种,常见的有按工作模式分类、按波段分类和按掺杂稀土元素的介质分类 。激光器通常根据这三个类别中的一个或两个来命名 。例如,IPG的YLM-QCW系列被转化为准连续掺镱光纤激光器 。光纤激光器有着广泛的应用 。不同的激光段具有不同的特性,适用于不同的应用领域 。比如中红外波段对人眼安全,在水中可被强烈吸收,是理想的医用激光光源;掺铒光纤由于其合适的波长可以打开光纤通信的窗口,在光纤通信领域得到了广泛的应用 。绿色激光因其可视性而对娱乐和投影至关重要 。

激光器产生激光的原理 激光器的分类

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脉冲激光具有高峰值功率和快加工速度的准连续激光 。
光纤激光器按工作模式可分为锁模光纤激光器、调Q光纤激光器、准连续光纤激光器和连续光纤激光器 。实现脉冲光纤激光器的主要技术途径有调Q技术、锁模技术和种子源主振荡器功率放大技术 。锁模技术可实现飞秒或皮秒脉冲输出,脉冲峰值功率高,一般在百万瓦量级,但输出脉冲平均功率低;调q光纤激光器可以获得脉宽为纳秒、峰值功率为千瓦、脉冲能量为兆焦耳的脉冲激光 。准连续激光的脉宽为微秒级,而连续激光由泵浦源连续供电,长时间产生激光输出 。

连续光纤激光器是高功率激光器的主要产品 。
连续激光器的激光输出是连续的,广泛应用于激光切割、焊接和熔覆 。激光泵浦源持续提供能量,长时间产生激光输出,从而获得连续激光 。连续波激光器中每个能级的粒子数和腔内辐射场具有稳定的分布 。其工作特点是工作物质的激发和相应的激光输出可以在较长的时间范围内连续进行,连续光源激发的光纤激光器为连续光纤激光器 。与其他类型的激光器相比,连续光纤激光器可以获得相对较高的功率 。IPG生产了单模20,000瓦连续光纤激光器,通常用于激光切割、焊接和熔覆 。
准连续光纤激光器可以双模式工作,显著提高了加工速度 。
准连续激光器可以在连续和高峰值功率脉冲模式下工作 。据IPG官网介绍,传统连续波激光在连续波和连续波/调制模式下峰值和平均功率始终相同,而准连续波激光在脉冲模式下峰值功率比平均功率高10倍 。因此,有可能以从几十赫兹到几千赫兹的重复频率产生具有高能量的微秒和毫秒脉冲,并实现几千瓦的平均功率和峰值功率 。
准连续光纤激光器将提供更高的电光转换效率,并显著提高加工速度和生产效率 。与其他激光系统相比,准连续光纤激光器可提供十倍的光电转换效率提升,在被动冷却方案下光电转换效率可达30%以上 。由于其高平均功率和脉冲重复频率,其加工速度是大多数激光器的3-4倍 。显著降低的电力成本、无耗材和备件、低维护要求和无预热时间要求将导致成本优化 。
脉冲光纤激光器可以压缩能量,输出高峰值功率 。
脉冲光纤激光器分为调Q光纤激光器和锁模光纤激光器 。
调q技术是在极短的时间间隔内压缩激光能量,形成峰值功率高、脉宽窄的激光输出 。调Q的原理是在激光器中增加一个损耗可调的器件 。在大部分时间里,激光器的损耗非常大,几乎没有光输出 。在短时间内降低了器件的损耗,使激光器可以输出高强度的短脉冲 。调Q开关是调Q技术的核心器件,可以实现主动或被动调Q光纤激光器 。