加工要求越来越多样化,要求越来越高。激光切割机的核心——激光,也有单模和多模的区别。光纤激光器的应用范围非常广泛,包括激光光纤通信、激光空间远程通信(水、包层和深度焊接)、军事和国防安全、医疗设备和设备、大型基础设施、作为其他激光器的泵浦源等。
那么,作为激光切割机的核心,激光的单模/多模机身之间有什么区别?本文对此进行了详细的分析和回答,以防止大家在后期盲目面对选择。
激光切割机的核心——激光的单模/多模分析:
众所周知,光纤激光器激发光束的能量分布类似于“高斯分布”。今天,我将简要介绍光纤激光器的原理和结构。首先,它由泵浦源、多模耦合器(组合器)和光纤光栅组成,有源光纤、光束校准输出模块和无源光纤(能量输出光纤)。当激光器内部只有一个泵浦模块时,称为单模激光器,多个泵浦模块组合在一起,多束泵浦光通过光束组合器进入有源光纤,从而可以获得更高的功率。这种多模块组合的激光束是多模激光器。因此,在主流光纤激光器产品中,单模激光器多为中小功率,而高功率产品多为多模激光器。
多模和单模的区别:单模的纤芯更薄,发射出典型的能量非常集中的高斯光束,类似于陡峭的山脉,光束质量比多模好;多模相当于多个高斯光束。因此,能量分布类似于倒杯,更平均。当然,波束质量比单模的波束质量差。
根据不同的特性,单模和多模的应用方向也不同。例如,在切割1mm及以下的不锈钢/碳钢薄板时,单模的加工效率明显优于多模(单模快15%~20%),切割质量相似;并且在切割2mm及以上的厚板时,无论是质量还是效率,高功率多模激光器都表现得更好。
用于激光焊接领域,在热传导焊接中,单模激光可以获得更均匀、更光滑的焊缝,因此一些薄材料使用单模激光进行焊接,例如软包装动力电池分组时凸片的重叠焊接;在深熔焊接中,多模激光器可以获得具有更好纵横比的焊缝,例如母线方形动力电池组的焊接。
特别要注意的是单模和多模激光器是选择光纤激光器的重要依据。光纤激光器由于其高电光转换效率、高稳定性、高光束质量和低使用成本,在激光加工领域越来越受欢迎。作为一种非常高质量的光源,近年来成本一直在增加。随着衰退,传统的固态和气体激光器市场不断被光纤激光器所取代。