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管材/折弯

高功率二极管激光器用于激光加工

星之球科技来源:旭扬激光2012-08-29我要评论(0)

过往的几年中,高功率二极管激光器(HPDL)已被成功地应用于产业生产中。除了用做固态激光器的泵浦源以外,它们还被用于材料加工中,例如焊接、软钎焊和热处理。此前,...

过往的几年中,高功率二极管激光器(HPDL)已被成功地应用于产业生产中。除了用做固态激光器的泵浦源以外,它们还被用于材料加工中,例如焊接、软钎焊和热处理。此前,千瓦级的系统更为重要,由于它们可被用于金属薄片的焊接以及局部回火。而目前,更多的微型加工应用利用了功率为 500W的HPDL来进行加工。HPDL的光束质量高而且聚焦光斑小,这些特点让HPDL成为一项深具潜力的加工手段。


二极管激光器可被用于直接加工中,或者以光纤耦合系统的形式应用到加工中。用于直接加工的激光光斑为矩形焦斑,而光纤耦合系统中常见的是轴向对称的光束(如图1)。对于功率在150W范围内的激光器来说,人们更多地使用被动制冷的光纤耦合激光系统。在半导体中产生的热量经过一个大型铜制散热片进行散热。对于散热片的冷却来说,可以使用电热元件,或者产业水冷系统。

被动式制冷的二极管激光器上风在于它的设计简洁,而且所需的维护量很少。水冷二极管激光器需要使用的制冷剂,在被动式制冷的二极管激光器就不需要使用。在多数情况下,由于使用了大型散热器,所以被动式制冷的二极管激光器无法得到直接输出的激光,激光辐射必须通过光纤来传输,光纤直径在400到800m。这类系统得到的焦斑直径约在600到1200m,工作间隔为100mm。在一些特殊应用中,也可以降低激光功率得到直径更小的光斑。由于二极管激光器的光束质量高,因此若使用200m的光纤,在工件上可以达到约22W激光能量。若使用焦距更短的透镜,焦斑直径可达120m。


在直接加工应用中,若所需的激光功率大于150W,可以使用主动冷却型激光器。这样,冷却水的质量就变得非常重要。所有相关的参数都必须通过集成探测器的检测,以确保系统的正常运转。

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