光纖激光器的出現(xiàn)重塑了鈑金制造業(yè)的世界。與以前的 CO₂ 激光器相比，它可以更快、更經(jīng)濟地加工更廣泛的金屬。它還大大減少了維護工作量，延長了正常運行時間，提高了產(chǎn)量。

許多加工車間和制造商已經(jīng)轉向使用光纖，但還有許多其他工廠和制造商仍然采用二氧化碳或剛剛開始轉向光纖激光設備。如果您剛接觸光纖激光器或正在考慮投資光纖激光器，有一點需要明確的是：了解光纖激光設備中光學組件的維護與保養(yǎng)。

光纖激光設備中，除了切割頭中的保護窗外，沒有任何需要更換的關鍵光學部件。而且光纖用戶需要知道的第二件事是更換保護窗非常容易，任何機器操作員都可以做到。

光纖激光器 VS 二氧化碳激光器

為了進一步了解光纖維護的簡易性，我們只需知道使用 CO₂ 激光設備中光學元件維護的復雜性即可。MKS 儀器公司旗下 Ophir Optronics Solutions Ltd. 的銷售運營總監(jiān) Yoram Mor 表示，在廠家和制造商使用 CO₂激光器的時代，由于頻繁更換光學元件，他們需要購買大量的光學元件。無論是當時還是今天， CO₂ 激光器都包含大量的光學組件，包括腔體和外光路中的光學透鏡和反射鏡。

“二氧化碳激光的光路有很多需要精確調(diào)整的鏡片，” Mor  說?！跋窕覊m污染這樣常見的事情就可能導致它們需要定期保養(yǎng)維護。雖然使用者可以自行進行一些維護和更換，但在某些涉及激光腔或激光源時，必須由專業(yè)服務公司來修復或更換鏡片?！?“相比之下，光纖激光器的維護更容易，它的內(nèi)部有一根帶有光纖的柔性光纜，用于連接激光源和切割頭，” Yoram Mor 補充說到。

由于光學元件僅僅位于切割頭中，激光腔或者激光源中都沒有易損的光學元件，因此光纖激光器中的光學元件數(shù)量大大少于 CO₂激光器中的數(shù)量。這是一個完全不同的系統(tǒng)，維護要求也完全不同。

切割頭組件

光纖激光器所需的的唯一光學維護任務在于切割頭，其中有多個光學鏡片及保護窗。

光纖激光器的切割頭是一個復雜的組件，一般有兩個非球面或者兩對雙鏡片組合鏡片組成：一個用于準直從光纖發(fā)出的發(fā)散激光束，一個用于聚焦。加上兩個保護窗口: 一個窗口位于光纖和第一個透鏡之間，一個窗口位于第二個透鏡和工件之間。由于鏡片受到兩個窗口的保護，因此它們的使用壽命相對比較長。它們受到良好的保護，免受外部環(huán)境的影響。并且盡管不同應用中情況不同，但是每年更好的次數(shù)比較少。

Ophir 的電動變焦鏡頭，推動市場向更小尺寸、更優(yōu)化的重量和功率轉變

更換防護窗是日常維護的一部分，以保護切割頭中的光學鏡片免受灰塵、污垢和工件背面飛濺物的影響。更換頻率取決于環(huán)境以及最終用戶需要的切割量。如果機器處于苛刻的環(huán)境中，它可以每天更換。Mor 說?！拔覀兛吹娇蛻裘刻旄鼡Q一次窗口，每隔一天更換一次，每周一次，每隔一周更換一次。這僅取決于機器的功率水平、切割的基材、環(huán)境的清潔度等?！?/p>

當透鏡暴露在灰塵和污垢中時，并自然吸收環(huán)境中的熱量。當熱量上升到一定程度時，會發(fā)生熱透鏡效應，從而改變透鏡的形狀并消除切割區(qū)域上的焦點。激光束需要精確聚焦到切割材料的目標區(qū)域，還要聚焦到材料的深處。當焦點發(fā)生轉移時，您的切割效果會不均勻。

需要更換窗口的指標通常是相同的：切口不如以前那么好。除此之外，現(xiàn)代機器通常具有嵌入式技術來提醒用戶窗口需要更換。更換窗口的過程就像拉出抽屜一樣簡單。你把它拉出來，拆下窗戶，然后滑入一新窗口。MKS Ophir 的窗口采用真空密封包裝出售，以保證清潔度，用戶在更換過程中唯一需要做的就是：靠近加工機器，打開窗口的真空包裝， 進行更換。雖然窗口的價格相對較低，約為 50 美元，但 Ophir 鼓勵客戶購買最高質(zhì)量的窗口，因為它們的使用壽命更長，并且可以更好地保護光學元件。

替換窗口相當于智能手機的屏幕保護膜。手機用戶可以自行更換保護膜，但不能更換屏幕，窗口也有多種價格范圍可供選擇。但您不能輕易打開切割頭并更換光學元件。這必須由授權方在潔凈室中完成。

切割頭的高敏感性

“即使你認為你的環(huán)境是干凈的，如果你打開切割頭，鏡片也會立即變臟，”Mor 嚴肅說?！澳憧赡芸床坏轿酃?，但在顯微鏡下，鏡頭看起來就像被扔進了垃圾桶。即使是最少量的灰塵或污垢也會影響1微米激光波長的切割質(zhì)量?！?nbsp;這就是為什么切割頭制造商出售內(nèi)置光學器件的切割頭的原因，最終用戶一般沒有合適的環(huán)境來打開切割頭并自行更換鏡片。

用戶可以對光纖激光器進行一些 DIY 維護，但是光學元件的更換必須由專業(yè)人員在潔凈室中完成

切割頭內(nèi)部的光學鏡片大約每年需要更換一次。但與窗口一樣，頻率取決于多種因素，例如激光器運行的次數(shù)以及所采用的功率大小。用戶更換防護窗的頻率和所用窗戶的質(zhì)量也影響光學鏡片的更換頻率。無論如何，當需要更換光學透鏡時，激光器或切割頭制造商必須參與其中。

切割頭中鏡片的材質(zhì)

光纖切割頭中的光學透鏡由熔融石英制成，這種原材料具有專為光纖激光波長定制的低吸收率和低的熱膨脹。Ophir 的鏡片還具有特殊涂層，可以吸收盡可能少的熱量。在設計光學元件時，我們必須考慮很多因素，包括元件的尺寸、原材料的類型以及涂層的類型。根據(jù)應用的不同，涂層可以以不同的厚度涂覆1到20層。我們可以根據(jù)客戶的要求提供不同的涂層，以提供最佳解決方案。

當切割頭制造商與 Ophir 合作開發(fā)新鏡片時，整個過程高度協(xié)作。功率水平和光學尺寸等規(guī)格提交給 Ophir 團隊。同時原始設備制造商將對各種材料進行各種現(xiàn)場測試。這些現(xiàn)場測試的結果將提供對光學器件性能的深入評估，并將用于性能數(shù)據(jù)說明，以便為客戶提供切割速度、功率等各種性能的相關信息。

結語

“總之， CO₂ 激光器和光纖激光器之間的區(qū)別幾乎就像普通汽車和電動汽車之間的區(qū)別一樣，”Mor 總結道?！皩τ谄胀ㄆ?，你可以自己做一些維護和修理，但對于電動汽車來說，雖然所需的維護要少得多，但如果需要任何維修，您必須讓授權的服務公司來完成這項工作?！?/p>