德國漢諾威激光中心聯合六家工業(yè)合作伙伴,基于光纖激光器成功開發(fā)出了一種皮秒激光系統(tǒng),應用該系統(tǒng)已經在黃銅和鋁材料上取得了優(yōu)良的微細加工效果。
工業(yè)應用對微細激光加工系統(tǒng)有著諸多要求——激光束必須便于聚焦、幾乎沒有波動、光束的重新調整必須降低到最小程度。此外,工業(yè)激光加工系統(tǒng)的體積必須盡可能緊湊小巧、能夠放置在工件附近,并且不易受到惡劣制造環(huán)境的影響。
到目前為止,用于金屬微加工的激光系統(tǒng)多使用固體激光器,使用過程中容易出現光束非準直的情況,經常需要重新調整。并且這些激光系統(tǒng)通常采用水冷系統(tǒng),因此其體積相對較大,很難集成到產品生產線中。
德國漢諾威激光中心最新開發(fā)出的基于光纖激光器的皮秒激光系統(tǒng),能夠滿足工業(yè)應用的所有需求。該系統(tǒng)非常靈活,能夠實現不同的設置,因為激光振蕩器和放大器是分開的。根據所要加工的材料不同、以及想要達到的加工效果,該激光系統(tǒng)的重復頻率和平均輸出功率可以很容易地調節(jié),以滿足不同加工應用的需求。因此,該系統(tǒng)能夠快速、獨特地對加工步驟進行優(yōu)化。
該系統(tǒng)采用一個輸出波長為1.03μm、脈沖寬度約40ps的激光二極管作為脈沖源。脈沖重復率高度靈活,能夠在50kHz~40MHz之間設置。使用一個三級放大器,脈沖功率可以從幾十μW放大到平均輸出功率14W。在重復頻率為1MHz時,脈沖能量可達到14μJ。
該皮秒激光加工系統(tǒng)能夠提供卓越的光束質量,并且能夠抵御惡劣的生產環(huán)境,如灰塵污染、溫度波動、或機械振動等。目前,該系統(tǒng)已經在鋁和黃銅材料上實現了很好的加工效果。另外,與傳統(tǒng)的固體激光加工系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)結構緊湊,體積小巧。該高功率皮秒激光加工系統(tǒng)開創(chuàng)了很多新的應用領域,如鋁材料的打標、硬幣等硬金屬材料(V70)的沖壓等。
漢諾威激光中心的PULSAR項目得到了BMBF的資助,PicoQuant、InnoLight等多家公司參與了該項目。
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