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圖說 光纖激光器多模和單模的區別

發布時間:2017-10-19 | 關注: |

隨著光纖激光器的功率不斷攀升,光纖激光器在工業切割方面得以被規模化應用。由于它的高光束質量,光纖激光器可以獲得非常小的聚焦直徑和由此帶來的小切縫寬度正在刷新各個領域的工藝標準。


根據傳輸點模數的不同,光纖可分為單模光纖和多模光纖。所謂“模”是指以一定角速度進入光纖的一束光。單模光纖采用固體激光器做光源,多模光纖則采用發光二極管做光源。


在切割應用中,聚焦光斑對切割出的質量有很大影響,單模激光器的纖芯比較細,光束質量優于多模,能量分布呈高斯分布,中間能量密度最高,三維圖是一個尖圓的山峰狀。


多模激光器的纖芯相比粗一些,光束質量相比單模要差一些,能量分布相比單模光斑平均一些,三維圖像一個倒扣的杯子,從邊緣陡峭程度來看,多模的比單模的陡峭很多。


同功率的1.5KW單模和1.5KW的多模激光器對比


1mm薄板切割速度單模比多模高20%,但從2mm開始,速度優勢逐步下降,從3mm開始,無論是速度還是效果,高功率多模激光器的優勢就非常明顯的體現出來。


所以單模的優勢在薄板,多模的優勢在厚板,單模和多模并沒有相互比較的價值,都是光纖激光器的一項配置,就好比一輛車,轎車適合公路,越野適合山地,但是轎車也能跑山地,越野也能跑公路,所以光纖激光器到底選多模還是單模要看實際終端客戶的加工需求。


單模的纖芯一般較細,意味著同樣功率的激光在其中傳輸,單模纖芯的光能量承載更大,對材料是一項考驗。當切割高反材料時,高強度反射光和射出的激光疊加,如果光纖材料容忍度不足會非常容易“燒纖芯”,同時對纖芯材料壽命也是一項挑戰。


從功率級區分來看,1000W以內的激光器因為本身能量不高的原因,主要加工材料厚度偏向于薄板,因此1KW以內的激光器用單模配置比較符合市場實際情況。從整個加工行業來講,加工質量的提升是一項剛性需求,1KW以上功率的激光器要薄厚兼顧,是不能妥協的,因此很多激光器廠商在高功率光纖激光器的配置上仍選用多模的配置。 

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