光纤激光切割技术的新灵活性

光纤激光切割机已成为金属加工行业中金属板材切割的首选技术。与之前的切割技术相比，光纤激光切割技术能够提供无与伦比的生产率，精度和成本效益。

话虽如此，光纤激光切割技术还有改进的余地。目前在制造车间中使用的许多系统配备有光纤激光器，其产生特定尺寸的光束宽度，限制了它们的灵活性。例如，当早期的光纤激光器出售时，它们主要用于切割薄金属板;激光束的小光斑尺寸比CO2激光产生的光束提供了更多的聚焦能力，并且通过薄规格快速切片，但是与较厚的金属一起挣扎。随着可能改变激光器光斑尺寸的手动和自动系统的出现，这种情况发生了变化，但这些系统具有复杂的切割头，这引起了一些人对可靠性的疑问。

公司相信它已开发出新一代光纤激光技术，可满足光束点尺寸灵活性的要求，而无需考虑切割头。据该公司官员称，这一突破可以直接从光纤激光器快速调整光斑尺寸，使用单个激光光源优化切割各种材料和厚度。

激光切割是如何得到的

CO2激光器为早期激光切割工具提供动力。这些激光器使用充放电的管子通过放电产生激光，成为21世纪初晶圆厂的主力。然而，CO2激光器相对较大，效率低且易碎，并且需要定期维护和昂贵的消耗品。此外，镜子和吹扫束管的复杂系统易受污染，未对准和环境条件变化（例如温度和振动水平）的影响。尽管如此，CO2激光器仍然被用于切割厚金属，因为它们提供了良好的边缘质量。

20世纪90年代出现了灯泵浦Nd：YAG激光器。它们使用固态增益介质（掺有钕，稀土元素的结晶YAG棒），无需使用可消耗的气体。然而，Nd：YAG棒通过宽带弧光灯通电，该光学灯效率低且产生大量废热。 Nd：YAG激光器的近红外波长（~1μm）允许光束通过光纤（引导光线的细玻璃束）传递到工艺头，从而消除了光纤外部的自由空间光束传输。激光腔。

在20世纪90年代后期，半导体（二极管）激光器开始取代灯作为Nd：YAG激光器的泵浦源，完成了向全固态激光器的过渡。二极管泵浦固态（DPSS）激光器有效地将电能转换为光功率，从而提供比灯泵浦激光器更高的净效率，同时降低了对电力和冷却的需求。稀土掺杂光盘是作为固态增益介质的替代几何形状而开发的，能够比Nd：YAG棒更有效地进行热管理，并进一步扩展到更高的功率。尽管激光腔仍然由自由空间光学器件组成，但DPSS激光器与处理头的光纤传输兼容。

同样在20世纪90年代，稀土掺杂光纤成为光通信的新增益介质。光纤激光器具有独特的实用性和可靠性，因为它们不需要自由空间光学元件，如镜子。二极管泵浦源通过光纤传输到增益介质。腔由光纤构成，并且由于激光束在光纤内产生，因此自然支持光纤传输。纤维增益介质的大表面积与体积比能够实现有效冷却。

光纤激光器因其独特的特性而脱颖而出：

激光腔内部或外部没有自由空间光学器件（直到工艺头）

一个密封，无对齐的光路，消除了降级和故障模式的可能性

高插壁效率，最大限度地降低了功率和冷却要求

高光束质量，不受环境条件和光功率水平的影响

无需日常维护，消耗品或校准

光纤激光切割技术的现状

上述讨论解释了为什么光纤激光器提供最佳的效率，可靠性和操作成本，但金属切割速度和边缘质量又如何呢？在这里，情况更复杂。

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