大功率光纤激光器的特点和优势

一、大功率光纤激光器的优点

目前商用化的光纤激光器输出功率连续功率已上升到数千瓦的量级，以至万瓦的量级。与一般的激光器相比，光纤激光具有许多独特的优点，例如光束质量好；体积小，重量轻，免维护；风冷却，简单易操作；运行成本低，可在工业环境下使用；寿命长，加工精度高，速度快；电能转化效率高，可以实现智能化，自动化，柔性化操作等。基于上述的优点，其应用领域已经扩展到汽车制造，船舶制造和航空制造业等的金属和非金属材料的激光切割、激光焊接等方面。

二、大功率光纤激光器的工业应用

在工业加工方面，激光加工技术是利用激光与物质相互作用的特性对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术，它是大功率光纤激光器市场前景最广阔的应用领域。与机械加工相比，激光加工具有加工对象广、非接触加工、公害小、速度快、可自动控制等优点，被誉为“未来制造系统的共同加工手段。

与传统高功率激光器相比，工作波长在1060～1200 nm范围内的掺镱大功率光纤激光器，具有转换效率高、光束质量好、维护周期长、运行费用低等优点，其极高的效率和功率在材料加工方面可与传统的YAG激光器相媲美。

在激光打标领域，由于光纤激光器具有高的光束质量和定位精度，集成电路制造商开始用光纤激光打标系统取代效率不高的cq激光和闪光灯泵浦的Nd：YAG脉冲激光打标系统，在半导体芯片和包装上制作小铭牌，它也常用于在塑料和金属上打标；在焊接领域，激光软焊和烧结所需的功率为50-500 W，金属焊接和硬焊为5-20 kW，大功率光纤激光器完全能够满足要求。

三、大功率光纤激光器应用的典型例子

最近，国际上采用光纤激光焊接技术在造船，汽车制造业的应用受到相当的重视。在欧美发达国家中，大约有50%—70%的汽车零部件都用到了激光加工技术，并以激光焊接和激光切割为主。上海大众等汽车制造厂也采用激光加工技术焊接车身与箱体等部件。

欧美及日本主要的大型船厂已大量采用激光加工技术，例如美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度，低合金钢的T型构件，采用激光焊接技术，使船舶的重量大大降低。船体平板为了适应海洋流力学的需要，都被设计成具有复杂的三维曲率形状，激光辅助平板成型技术可以代替费力、费时、具有一定的危险性的机械加热成型工艺，应用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企业已经安装了高功率激光平板切割系统。德国的Meyer Werft也安装了四台12KW的CO2激光器，用来焊接不同长度的船体加强杆。

目前美国、欧洲等地区正在进行大功率光纤激光工业加工设备的开发，正在进行的有2KW、6KW输出的工业级光纤激光器的加工设备的二次开发。我国已开发出小功率系列工业光纤激光产品。中小功率激光加工设备，如激光打标机，雕刻机，切割机，焊接机等也广泛应用各个行业，但大功率光纤激光器工业加工应用尚是空白，而在我国造船工业中甚至还没有使用激光加工技术。