脉冲光纤激光器
脉冲纳秒激光器是较早一种被开发出来的类型,它们在商业市场上的成功取代了很大一部分打标用的激光器。这种激光器的平均功率现在已经被扩展到高达500瓦。另一方面,对这种光纤激光技术的深入研究导致了光纤激光器能生成数纳秒的更窄的脉冲宽度、更高的亮度,以及高达数兆赫的重复频率。保偏光纤激光器现在也被开发应用于高效变频至532纳米。近来,具有更长脉冲宽度的毫秒级准连续波(QCW)激光器也被开发出来。基于对光纤激光器的深入研究发现,其优点是几乎可应用于宏观和微观工业激光加工的全部范围。
光纤激光器的改进
光纤激光器迅速发展的原因可概括如下:
● 深入的科学研究可实现增加光纤的热负荷,而不产生任何热衰减或光致吸收效应和受激拉曼散射(SRS)的影响,而此前这些往往被看作是光纤激光器的限制因素,现在已经仅仅针对高平均功率激光器而言了。
进一步的研发已使紧凑型500瓦平均功率的系统可提供低于100纳秒的脉冲宽度。该范围的激光器都有一个三级MOPA配置的全光纤形式。光纤尾纤连接声光调制器(AOM)被用来控制脉冲宽度,范围从30至2000纳秒不等,在此范围内的峰值输出较高达1兆瓦。输出光隔的形式是“光纤到空气”或“光纤到加工光纤。”
● 由于其本身的性质,光纤在很大程度上是靠自我冷却,因此减少了热透镜效应,并简化了激光器设计。这些良性的热因素意味着,其冷却要求并不像其它由半导体二极管巴条和半导体二极管堆泵浦的激光器设计那般苛刻。
● 多种光纤直径可选和即插即用的光纤可得到各种类型的空间能量分布;小的单模高斯光纤用来切割、钻孔,直径较大的多模光纤用来焊接或表面处理。一台连续波单模光纤激光器配备一根比如说50微米直径的光纤,就可以很简单地从切割激光器变为焊接激光器,所需要做的只是简单地更换终端的聚焦光学元件。