碟片激光器
发布时间: 2019-06-26 03:35:25

2015年初,奔腾激光与德国通快激光达成合作意向,开始使用通快高功率碟片激光器。奔腾激光提供物美价廉机床,配备优质的碟片激光器,一经推出,广受市场欢迎。下面就来为大家介绍一下神奇的“TruDisk”碟片激光器。

 

绿色的光芒Yb:YAG碟片激光器的晶体在工作时发出绿光,即使激光的波长是红外的、不可见的。那么这个绿光从何而来?这是晶体中双重激发的杂质引起的。当转移到基态时,会发出绿光。绿光是一个有用的附带产物:由于碟片上的泵浦斑发出了绿光,所以在无需光学仪器的帮助下就可以调整激光。需要做的就是确保绿色的光斑尽可能的刺眼。当完成了这个,你就会发现泵浦光已经被设置为最理想的状态。

碟片激光器的研发者和光纤激光器的研发者走的是相反方向:他们不是用又细又长的光纤代替晶体棒,而是用又薄又圆的碟片来代替晶体棒。1999年,通快公司在贸易展上展示了第一台1000W碟片激光器。很短时间内,它们的功率达到了工业应用所需的几千瓦级别。

 

设计和运转模式碟片激光器的激光增益核心是很小的超薄的掺镱钇铝石榴石制成的晶体碟片。它的直径略小于15mm,厚度只有20mm。碟片放置在能够散热、冷却碟片的热沉上。冷却的碟片后端有一个反射面,可以反射激光和泵浦光。

 

设计很简单半导体激光器用作泵浦光。它聚焦到几毫米的直径上,然后作用到碟片上。碟片太小,以至于只能吸收泵浦光的一小部分。因此,为了提高吸收效率,使用一些折返镜、后端镜以及抛物面镜,让泵浦光共同通过碟片48次。

 

应用至于工作模式,碟片激光器是很灵活的:它们既可以工作在连续模式,也可以工作在脉冲模式,这使得它们成为一种大范围内在宏观加工和微观应用上非常引人注目的一种加工方式。如今碟片激光器成了高功率激光器的代表,例如,汽车行业或钣金行业。越来越多的碟片激光器也在微加工应用中建立了自己的先进理念。

 

前途光明碟片激光器结合了两种光源的优点:半导体激光器的高功率以及激光器的高光束质量。这就是专家语言碟片激光器会有一个美好未来的原因。

有两种途径可以提高激光功率,碟片激光器就这样来完成设计的。一种途径是扩大泵浦面积。这样碟片上就会有更多的镱离子被激发,激光功率就提高了。

另一种方法是将多个腔耦合起来,那么所有的碟片的功率会耦合成一个激光束。这些单个的腔不是像光纤激光器那样并行耦合的,而是串成一排,一个挨着一个,通过一个谐振腔在光学上连接起来。而且这个方法保留了搞的光束质量。

 

模块化的激光器设计保证了最大的正常运行时间碟片激光器以运营成本最低的方案设计:长寿命的被动冷却激光二极管能够承受极端条件,而且在整个谐振腔中不需要耗材。但是需要维修时会发生什么呢?同光纤激光器相比,碟片激光器是模块化的。由于不需要拼接点,激光系统所有的部件(光束发生器,光束管理、控制和冷却装置)可以随时替换和升级。这在严酷的工业环境中保证了最大的正常运行时间。在光纤激光器的概念中,需要使用所谓的光纤-光纤耦合器,用来更换光纤或至少是从其他冗余激光器中交换激光电缆。对于碟片激光器,却无需任何对准,即插即用激光电缆就可以了。

 

市场领导者:更好的正常运行时间和质量通快公司的碟片激光器“TruDisk”配备了独特的控制系统,实现了专业人员主动干预的远程服务。在这个平台内,超过90%的技术询问可以在不需要现场操作的情况下立即解决。

此外,由于闭环功率反馈控制,碟片激光器保证了最大程度上的加工稳定性。实际值和参考值的偏差在几微秒内得以测量和校正。±1%的功率稳定性使得在不改变环境条件或多年来的长期效应下,激光器能安全运行。

 

模块化激光器设计允许了升级激光输出功率的可升级性,在碟片激光器长的寿命内,带来了独特的应对市场需求的灵活性。功率升级是可行的,例如如果过渡阶段之后需要进一步提高质量,可以不用增加全新的生产线。

 

针对后向反射的稳健性碟片激光器的设计针对后向反射,带来了非常高的稳健性和不敏感性。碟片激光器是一个所谓的“低放大谐振腔”。谐振腔内的总激光功率,只有非常小的部分通过输出镜解除耦合。因此回到谐振腔的后向反射光对整个系统没有影响——这是相较于高功率光纤激光器的而一个优势。极端条件下(高功率90度角高反射材料)的激光加工任务用碟片激光器可以很容易地处理。


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