隨著高亮度
激光的最新發(fā)展，在許多全新的領(lǐng)域中，激光材料加工應(yīng)用的機會不斷增加。我們以技術(shù)非常成熟的寶石棒結(jié)構(gòu)固體
激光器為例，其相關(guān)的兩個完全不同的發(fā)展方向值得關(guān)注。一方面，寶石棒的將其直徑擴大，而長度減少為幾百個微米，這就成就了盤式激光器。另一方面，將棒的長度加大，直徑減小，這就成為
光纖激光。
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t }*U|^$FEU 談到光纖激光，光纖的長度保證了
光束質(zhì)量接近衍射極限（在給定
波長的激光中，理論極限，或最小可能的聚焦尺寸）。這種激光的諧振腔無須進行任何調(diào)整，光束質(zhì)量是被光纖的物理特性所規(guī)范。光纖激光除了以上的兩大優(yōu)勢之外，還應(yīng)當了解，其泵浦能量可以通過傳輸光纖進行耦合，傳輸至有源光纖或受激光纖，從而免去了
二極管泵浦源到光纖激光的
光學(xué)調(diào)整的繁瑣的過程。
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|* 圖 1 指出不同
工業(yè)激光的光束質(zhì)量
參數(shù)(BPP) 與輸出功率的關(guān)系。其中BPP 值越小表明光束質(zhì)量越好。與其它激光相比，光纖激光表現(xiàn)出更好的光束質(zhì)量（只有在5千到一萬瓦范圍內(nèi)略遜于二氧化碳激光器）。在Fraunhofer 我們一致認為，光纖激光具有更為廣闊的未來。
kG{}; Vm M^Y[Y@U=p 在德國的Dresden， Fraunhofer IWS 以及在美國密執(zhí)根的Plymouth的IWS 分支機構(gòu)中我們擁有以下表格中的各種光纖激光可以用于工業(yè)加工發(fā)展的研究。
wP*3Hx;S 這些光纖激光具備以下特點：體積非常小，在泵浦源與最終的光學(xué)聚焦系統(tǒng)之間沒有任何需要進行準之調(diào)節(jié)的零件，無須進行任何調(diào)整，很高的電光轉(zhuǎn)換效率 (25-30 %)。此外，光纖激光具有非常優(yōu)秀的光束質(zhì)量和超長的泵浦源壽命（超過5萬小時）。我們可以使用很小的擴束準直系統(tǒng)，進而可以使用尺寸很小的振鏡系統(tǒng)進行高速光束操控。
6^t#sEff] IC5QH<.$C 15微米直徑的光纖長度限制在數(shù)米范圍內(nèi)，因為存在拉曼散射效應(yīng)， 它將在使用較長的光纖傳輸時減少輸出能量。而50微米的光纖限制在15米長度以內(nèi)， 100和200微米的光纖長度沒有限制！
?AD- n6 $8i `h}AM 如果使用光閘或纖-纖耦合接頭，必須使用100微米的光纖出， 50微米的光纖進，或使用200微米的光纖出，100微米的光纖進。以上兩種狀況光束質(zhì)量可以達到8mm.mrad。這與盤式激光相當，而
焊接的結(jié)果，兩種激光器非常接近。
iCA-X\E ;Ce?f=4 綜合起來，在 Fraunhofer使用的光纖激光系統(tǒng)非常穩(wěn)定，沒有發(fā)生過任何問題。而燈泵浦系統(tǒng)本身則存在非常多的常規(guī)問題。有些其它的光纖激光用戶提到過，在操作中的光學(xué)反射問題，到目前為止對我們而言還沒有造成任何困擾。我們的試驗數(shù)據(jù)表明，光學(xué)反射沒有對激光器的輸出功率造成任何影響。即使如此，我們在實際操作中不主張使用與工件垂直的光束設(shè)計，而使用微微傾斜6度左右的角度。在切割和焊接鋼材和鋁材時沒有發(fā)生
oH+PlL 在我們的研究中，由于光纖激光優(yōu)秀的光束質(zhì)量，焊接的深度和速度可以達到與電子束焊接相當?shù)募氄缚p。圖2顯示實際焊接的效果。 4千瓦光纖激光焊接8毫米厚的普碳鋼板（汽車
齒輪箱中的機構(gòu)）。
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