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全光纖激光器是什么？全光纖激光器有很多顯著的特點，在很多方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。本文由河北信爾自動化設備有限公司為您帶來全光纖激光切割機百科。

全光纖激光器

全光纖激光器需要使用各種特種光纖，如雙包層有源光纖、雙包層光纖、能量傳遞光纖等，隨著輸出功率的變大，對特種光纖的技術要求也越來越高，因此特種光纖的發(fā)展對光纖的發(fā)展起著重要作用 特種光纖的發(fā)展對光纖激光器的發(fā)展起著重要作用。

以光子晶體光纖為代表的新一代特種光纖將越來越多地應用于光纖激光器的發(fā)展。特種光纖的發(fā)展使有源光纖的增益更高，接收的功率密度更大，對泵浦光的吸收更有效光柵的制造更容易，光柵的穩(wěn)定性更好，光柵在光纖激光器上的應用也更廣泛。

使傳輸光纖能夠提供更高的功率，使高功率激光束能夠傳輸?shù)礁h的距離，并擴大其可傳輸?shù)牟ㄩL范圍。實現(xiàn)泵的耦合更容易，泵的功率電阻更高，損耗更低等。

全光纖激光器的結構

高功率光纖激光切割機的腔體結構主要有兩種：一種是傳統(tǒng)的光腔，利用散裝光學元件構建空間耦合的腔鏡，實現(xiàn)泵浦耦合。另一種是采用全光纖元件的全光纖激光諧振器。這兩種結構的光纖激光器都采用稀土離子摻雜光纖作為增益介質(zhì)。

其中，空間耦合結構的諧振器與傳統(tǒng)的固態(tài)激光諧振器相同，兩片涂膜透鏡起到正反饋、選模和輸出耦合的作用，它們構成了激光諧振器的反射式大功率全光纖激光器及其主要器件技術研究腔鏡。這樣的空間耦合激光器有很多實際的缺點：

（1）環(huán)境機械振動和溫度變化很容易造成空間耦合諧振器的漂移，使激光束不能正常輸出；

（2）兩個諧振器鏡面對環(huán)境的清潔度、溫度、濕度等有較高的要求；

（3）這種空間耦合諧振器是以這樣的空間耦合諧振器難以封裝，不利于光纖激光器的實際應用和商業(yè)化；

 (4)需要二色鏡和透鏡組來完成泵浦光耦合和激光諧振，這些元件會造成損耗，增加激光閾值，降低激光轉換的斜率效率。這些缺點大大降低了空間耦合光纖激光器的實際使用價值，通常需要專家進行維護。

全光纖結構的激光諧振器采用全光纖元件，整個激光諧振器通過光纖熔接集成。這種結構不僅簡化了光纖激光器的結構，使其結構緊湊，免于維護，而且泵浦光耦合效率高，可達95%以上，在實踐中具有重要的應用前景。

全光纖激光器的優(yōu)點和特色

全光纖激光器有很多顯著的特點，在很多方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

1、增益介質(zhì)的表面積/體積比大

光纖激光器采用光纖作為增益介質(zhì)，由于表面積/體積比大，具有非常好的散熱性能，因此即使在功率非常大的光纖激光器中，增益介質(zhì)也不會受到熱損傷，一般不需要對增益介質(zhì)采用特殊的散熱措施，這是光纖激光器的獨特之處，因為其他類型的激光器需要解決增益介質(zhì)的散熱問題。

2、好的雙波導限幅機制

高功率全光纖激光器采用雙包層有源光纖，信號激光束在纖芯中產(chǎn)生和傳輸時采用小直徑圓形對稱波導結構，為信號激光束在纖芯小直徑波導的限制下獲得理想的光束質(zhì)量和非常小的光斑提供了條件 如圖1所示。 這種雙波導結構的全光纖激光器，其優(yōu)良的光束質(zhì)量和微小的光斑直徑在激光應用中具有重要意義，可以簡化后續(xù)應用設備的光學系統(tǒng)，減小體積，增加工作距離，減少激光聚焦光斑，提高工作效率，提高加工深度。 較高，加工深度可以更深，加工質(zhì)量可以更好。

3、固有的全封閉式柔性光路

全光纖激光器的光路完全由光纖和光纖元件組成，光纖和光纖元件通過光纖熔接技術連接，使整個光路完全封閉在光纖波導中。當這種自然的全封閉光路形成后，它本身就成了一個系統(tǒng)，不需要再添加任何單獨的隔離措施，實現(xiàn)了與外界環(huán)境的隔離。由于光纖薄而柔韌，光路可以沿著細而窄的導管運行，因此全光纖激光器可以在相對較差的環(huán)境中工作，輸出光可以穿過狹窄的縫隙或沿著狹窄的導管遠程傳輸。這些特點在工業(yè)應用中具有很大的優(yōu)勢，不僅可以適應相對較差的工作環(huán)境，而且激光可以遠離光斑，可以將激光引入以前難以到達的區(qū)域，光斑可以非常方便地移動和改變，激光可以被多個加工共享。 光斑可以非常方便地移動和改變，激光可以由多個加工點共享，激光加工設備的設置具有很高的靈活性。

4、光路免維護

所有光纖激光器的光路都是由光纖和光纖元件組成的，光纖和光纖元件通過光纖熔接技術連接，使光路形成一個整體，這樣形成的連接結構和連接參數(shù)長期穩(wěn)定，而且光纖和光纖元件本身是免維護的。 如果元件本身長期穩(wěn)定，則整個光路長期穩(wěn)定，已經(jīng)證明不需要維護。尤其是這種免維護的特性，并非無法維護，整個光路可以根據(jù)需要進行維護和保養(yǎng)，這使得全光纖激光器的光路比氣體激光器、固態(tài)激光器等需要經(jīng)常維護和保養(yǎng)的激光器更加穩(wěn)定和免維護。 指出，免維護的特性非常不錯，全光纖激光器的可維護性和可維護性明顯優(yōu)于半導體激光器的不可維護性。

5、壽命長

采用單寬發(fā)射區(qū)的半導體泵浦激光器作為光纖激光器的泵浦源，制造幾十萬小時的長壽命光纖激光器在技術上是可行的，全光纖激光器具有長壽命的特點。

6、體積小重量輕

全光纖激光器的光路為繞組光路，光路占用空間小，當采用單臺寬發(fā)射區(qū)半導體泵浦激光器作為泵浦光源時，泵浦激光器采用分布式安裝，具有良好的散熱特性，如果安裝密度不高，采用風冷即可，如果安裝密度大，采用少量水流即可滿足散熱要求。

7、節(jié)水節(jié)能成本

光纖激光器具有優(yōu)良的熱性能，光電效率高，節(jié)水節(jié)電，對長期免維護使用尤為重要，可節(jié)省大量的維護費用和做法，提高工作效率。

8、成本在下降

所有光纖激光器的光路完全由光纖和光纖元件組成，材料容易獲得，所以在技術、產(chǎn)品和市場成熟后，成本可以大大降低。除光路部分外，半導體泵浦激光器是構建光纖激光器成本的主要部分，從光通信的發(fā)展歷史和經(jīng)驗來看，隨著技術的發(fā)展和市場容量的擴大，大大降低半導體泵浦激光器的成本是一種必然趨勢。