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光纤激光切割的原理结构和激光知识

2013年09月09日 14:31中国机床商务网点击:5074

  【中国机床商务网】导读:选择在光纤中掺稀土离子构成光纤激光器,部分原因就是稀土离子的吸收范围正好与半导体激光器的辐射范围重合,因而能方便地采用成本低廉的、工艺较为成熟的半导体激光器作为泵浦光源。
  
  在光纤纤芯中掺入稀土离子,泵浦光通过光纤时,纤芯中的稀土离子吸收泵浦光,跃迁到激光上能级,产生粒子数反转。反转后的粒子在自发辐射光子或者特别注入的光子诱导下以受激辐射跃迁到激光下能级,同时发射出与诱导光子相同的光子,这样的过程雪崩般发生,于是发射出激光。这就是光纤激光器的基本原理。
  
  光纤激光器的基本结构由增益介质、谐振腔与泵浦源组成。增益介质为掺有稀土离子的光纤芯,掺杂光纤放置在两个反射率经过选择的腔镜之间,泵浦光从光纤激光切割机激光器的左边腔镜耦合进入光纤,经准直光学系统和滤波器得到输出激光。
  
  从理论上来说,只有泵浦源和增益光纤是构成光纤激光器的必须组件,而谐振腔并非必不可缺的组件。谐振腔的选模和增加增益介质长度的作用在光纤激光器中是可以不用的,因长光纤本身可以非常长,从而获得很高的单程增益,而光纤的波导效应又可以起到选模的作用。但实际应用中人们一般希望使用较短光纤,所以多数情况下采用谐振腔,以引入反馈。
  
  光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输,柔性化程度空前提高,故障点少,维护方便,速度奇快,所以在切割4mm以内薄板时光纤切割机有着很大的优势,但是受固体激光波长的影响它在切割厚板时质量较差。
  
  光纤激光器激光切割机的波长为1.06um,不易被非金属吸收,故不能切割非金属材料。光纤激光的光电转化率高达25%以上,在电费消耗、配套冷却系统等方面光纤激光的优势相当明显。根据国际安全标准,激光危害等级分4级,光纤激光由于波长短对人体由于是眼睛的伤害大,属于危害最大的一级,出于安全考虑,光纤激光加工需要全封闭的环境。光纤激光切割机作为一种新兴的激光技术,普及程度远远不如CO2激光切割机。
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