準連續(xù)光纖激光器迎來黃金發(fā)展期。對于企業(yè)來說，使用準連續(xù)（QCW）光纖激光器的原因有許多，例如光纖激光器結(jié)合了一臺脈沖Nd:YAG激光器的鉆孔和焊接優(yōu)勢以及一臺CO2激光器的切割能力。
采用傳統(tǒng)技術(shù)無法實現(xiàn)這些加工性能的組合，所以在過去許多公司同時擁有CO2激光器和Nd：YAG激光器來應(yīng)對更廣泛的加工需求和應(yīng)用。QCW光纖激光器可以在脈沖和連續(xù)（CW）模式下工作，所以單個激光器便可以處理過往需要兩個不同的激光器才能完成的各種加工任務(wù)。
今天，數(shù)以萬計的光纖激光器正全天候應(yīng)用于不計其數(shù)的行業(yè)和領(lǐng)域。在許多材料加工應(yīng)用中，這些激光系統(tǒng)正在快速替代Nd：YAG 激光器和CO2激光器的作用。除此外，企業(yè)正在替換現(xiàn)有生產(chǎn)線上的舊激光器，同時確保其現(xiàn)有設(shè)備的停產(chǎn)損失被降至最低。
為何選擇QCW光纖激光器
準連續(xù)光纖激光器如今已成為現(xiàn)代制造工廠的一部分。
這類激光器可以同時在連續(xù)和高峰值功率脈沖模式下工作。與傳統(tǒng)的連續(xù)（CW）激光器不同，其峰值和平均功率在CW和CW/調(diào)制模式中總是相同的，而QCW激光器在脈沖模式下的峰值功率要比平均功率高出10倍。
因此，這樣能夠在從幾十赫茲到幾千赫茲的重復(fù)頻率下產(chǎn)生具有高能量的微秒和毫秒脈沖，并且可實現(xiàn)數(shù)千瓦的平均功率和峰值功率。
耗材和維護要求
光纖激光諧振器是一種固態(tài)激光器，配置了永久密封連接的連續(xù)光纖以防止灰塵和污垢的產(chǎn)生，并且不含移動部件或自由空間鏡片，諧振器無需做任何調(diào)整，沒有耗材，也不需要維護。
這些特點有助于確保激光器性能，從而使其在多年操作中保持穩(wěn)定性和一致性。在沒有消耗性部件的情況下，輸出功率沒有衰減，激光輸出的光束質(zhì)量也維持不變，并且也不再需要技術(shù)人員做定期調(diào)整，以保持激光加工系統(tǒng)的正常運作。
電光轉(zhuǎn)換效率
電光轉(zhuǎn)換效率（WPE）是指激光器將消耗的電能轉(zhuǎn)換為光輸出功率的效率指標。
QCW光纖激光器的固態(tài)光纖諧振器基于其較大的表面積/體積比而能有效散熱，從而在被動式冷卻方案下能夠?qū)崿F(xiàn)大于30%的電光轉(zhuǎn)換效率。由于QCW光纖激光器與其它激光系統(tǒng)相比，可提供十倍的WPE增量，所以也不難理解為何近幾年來這類激光器的接受度得到迅速擴張。
顯著降低的電力費用，再加上沒有消耗品，沒有零配件以及低維護需求，沒有預(yù)熱時間要求，最終帶來相當(dāng)大的成本優(yōu)化。
典型規(guī)格和加工能力
QCW光纖激光器在微秒至毫秒的脈寬下提供數(shù)焦耳到數(shù)十焦耳的脈沖能量。它們還在高達50KHz的脈沖重復(fù)頻率下提供高出幾倍的最大平均功率（從150W到超過2kW）。此外，QCW激光器還能夠在CW/調(diào)制模式下工作，占空比高達100％。
例如，一臺20kW峰值功率的QCW光纖激光器可以在CW或脈沖模式下以2kW功率運行，并且在100Hz的重復(fù)頻率下產(chǎn)生200焦耳的脈沖能量，1kHz下產(chǎn)生20焦耳脈沖，或在5kHz的重復(fù)頻率下產(chǎn)生4焦耳的脈沖能量。
由于其較高的平均功率和脈沖重復(fù)頻率，QCW光纖激光器顯著提高了加工速度以及生產(chǎn)效率。例如，當(dāng)在航空部件上切割稀釋孔或窗口時，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和材料厚度，大多數(shù)激光器的切割進給速率為5至10IPM。然而，當(dāng)使用QCW光纖激光器切割同一部件上的相同孔洞時，其進給速率則能達到20-30IPM，甚至更高。
操作模式，脈沖調(diào)制和整形
QCW光纖激光器的優(yōu)點之一是能夠快速增加和降低功率水平，并且可以在線從脈沖模式切換到連續(xù)運行模式。鑒于光纖諧振器中沒有熱透鏡以及泵浦二極管的快速響應(yīng)，這是可以實現(xiàn)的，但如果使用閃光燈泵浦激光器便無法做到這一點。
單個QCW光纖激光脈沖可以使用模擬控制或內(nèi)部脈沖發(fā)生器進行調(diào)制，以實現(xiàn)任何特定應(yīng)用所需的最佳時間脈沖形狀。操作員還可使用定制的重復(fù)頻率和功率調(diào)制對所需脈沖序列進行預(yù)編程。
當(dāng)處理復(fù)雜零件（例如銳角和窄孔）或是高反及敏感材料時，操作員可以實時控制脈寬、占空比、頻率、脈沖能量和平均功率。QCW激光器為整形脈沖的產(chǎn)生提供了卓越的脈沖整形功能，其調(diào)制能力超越其它技術(shù)。
水冷機保養(yǎng)
大多數(shù)的非光纖激光器必須使用大型水冷機進行水冷，這需要定期進行日常維護。去離子（DI）濾芯、顆粒過濾器以及去離子水必須定期更換（通常每六個月更換一次），以防止水污染。如果冷卻水的質(zhì)量無法得到保障和維持，激光效率便會降低，并且光學(xué)元件也可能被損壞。
因而，公司必須儲存閃光燈、去離子濾芯、顆粒過濾器和去離子水，并且安排定期的停機時間來保養(yǎng)激光器。然而，光纖激光器消除了這些消耗和維護問題；無需更換光學(xué)部件或閃光燈，同時與這些問題息息相關(guān)的保養(yǎng)和停機等事宜也一并得到消除。
許多光纖激光器采用空氣冷卻方式，不需要水冷機。QCW光纖激光器高達4.5kW的峰值功率可以提供空氣冷卻，無需水冷機。
正常運行時間和可重復(fù)性
采用傳統(tǒng)技術(shù)的激光器通常需要一段預(yù)熱時間來穩(wěn)定諧振器，并確保正確的激光功率持續(xù)被傳送給工件。
不進行加工時，這些激光器通常在待機模式下運行，只有燈泵浦持續(xù)閃爍工作以確保諧振器穩(wěn)定性能。在這種情況下，即使激光器沒有用于生產(chǎn)部件，但閃光燈的壽命和使用期限始終在流逝。
相較之下，光纖激光器由固體二極管進行泵浦，因此當(dāng)激光器不使用時可完全關(guān)閉，并能在無需預(yù)熱時間的情況下即可獲得正確的激光功率。由于光纖激光器只在工藝準備就緒時才被打開，因此可實現(xiàn)更高正常運行時間，電效率以及產(chǎn)量。
光束波形的靈活性
根據(jù)具體的應(yīng)用，QCW光纖激光器可選擇單?；蚨嗄］敵龇绞健榱饲懈罘浅１〉牟牧匣蛐枰」獍叱叽绲膽?yīng)用，單模將成為合適的選擇。然而，大部分的大功率應(yīng)用都會使用平頂光或多模模式（參見圖2）。
航空航天產(chǎn)業(yè)已經(jīng)證明，采用光纖激光器鉆出的孔能夠?qū)崿F(xiàn)一致的流動特性。這得益于激光輸出以及平頂光束波形的重復(fù)性均得到改進所致。使用QCW光纖激光器，在平頂光束形狀下，鉆出的孔的錐度較小。
無論是沖擊鉆孔還是環(huán)切鉆孔，平頂光束形狀通常會導(dǎo)致較小的錐度。相比較沖擊鉆孔，環(huán)切鉆孔的額外優(yōu)勢是重鑄層較小。光纖激光器不使用熱透鏡，光斑尺寸保持恒定，不隨功率的增加或減小變化。
單模高功率密度、高脈沖能量、高峰值功率和高重復(fù)頻率等優(yōu)勢的結(jié)合能夠使包括金屬、硅、氧化鋁，藍寶石和玻璃等在內(nèi)的門類廣泛的材料實現(xiàn)高產(chǎn)能的激光微加工。
空間需求
光纖激光技術(shù)能夠在非常小的封裝中實現(xiàn)非常高的功率。這對大多數(shù)公司來說是很有吸引力的，因為激光器的占地面積減少繼而導(dǎo)致既定的激光工藝所需的整體集成系統(tǒng)占用空間的減少。全球企業(yè)似乎一直在尋找能夠在更少的空間內(nèi)充塞更多東西的方法，而光纖激光器的低占用空間可實現(xiàn)這一點。
操作光纖
無需校準、維護和更換自由空間光學(xué)元件或鏡片。操作光纖配有快速斷開的接頭，如果需要更換光纖，也不需要進行光束校準。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
