IPG大功率光纤激光器 原理简介
高功率IPG光纤激光器应用简介
高功率IPG光纤激光器应用简介一、IPG光纤激光器简介1.光纤激光器简介光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。
2.光纤激光器的优势首先是使用成本低，光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器。
其次，光纤激光的柔性导光系统，非常容易与机器人或多维工作台集成。
第三，光纤激光器体积小，重量轻，工作位置可移动。
第四，光纤激光器可以达到前所未有的大功率(至五万瓦级)。
第五，在工业应用上比传统激光器表现更优越。
它有适用于金属加工的最佳波长和最佳的光束质量，而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低。
第六，一器多机，即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作。
第七，免维护，使用寿命长。
最后，由于其极高的稳定性，大大降低了运行中对激光质量监控的要求。
简单来说就是高功率下的极好光束质量，高光束质量下的极好电光效率，高功率高光束质量下的极小体积、可移动性和柔性。
3.IPG简介全球最大的光纤激光制造商IPG Photonics由Valentin Gapontsev博士于1991年创建，总部设在美国东部麻省。
IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地，并在全球设有销售和服务网点，覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国，并于2006年在美国纳斯达克上市。
十八年来，IPG致力于纵向合成，所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有，同时也是唯一一个能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。
高功率是IPG的优势。
全世界已有上千台IPG的高功率(>1KW)光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。
在日本，我们向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。
ipg 激光器工作原理
ipg 激光器工作原理
IPG激光器工作原理基于光纤激光器的原理。
光纤激光器由一
个光纤光束和激光介质组成。
工作原理如下：
1. 激光介质：激光介质通常是由具有较高折射率的柴甲结构中的掺杂离子组成，如氦、氖、铝等。
激光介质被激励后会产生光子释放，通过受激辐射而形成光放大区域。
2. 光泵浦：光泵浦是通过光源将光能转换为激光器的能量输入方式。
可以使用电子束加热，光电效应、等离子体、过电流、光化学反应、光化学反应、等方式来进行光泵浦。
3. 光纤光束：激光束是由光纤导出的一束高亮度，高功率激光束。
光纤通过激光器的传输光束被导入激光介质，并且光通过激光介质的激光介质形成一束相干光，然后被传输等。
4. 工作原理：激光介质在光泵浦的作用下，发生受激辐射作用，光子发生向下辐射，并与其他光子相互作用。
光子与其他光子相互作用后，光子被引导到一个放大器中并通过速度恢复窗口传播。
5. 输出功率：最终，通过不断的受激辐射和放大，激光器可以输出高功率激光束。
输出功率通常由激光器的设计和激发源的能量来决定。
输出功率可以达到几千瓦或更高。
总之，IPG激光器是利用光纤激光器的工作原理，通过光泵浦
和激光介质的相互作用，产生高亮度、高功率的激光束。
IPG高功率光纤激光器结构图ppt课件
IPG高功率光纤
+
+
+
+ = xxx kW 激光器模块组
UART
InterBus
主
控
Eithernet
制
器
43 kW
MCU P=500W MCU P=500W
MCU P=500W MCU P=500W 电源
合束器
光闸
Length 200 m 10 kW 10 kW
4
IPG高功率光纤激光器配备外部光闸进行激光加工
IPG高功率光纤激光器结构图
1
IPG光纤激光器泵浦源—单芯结半导体模块
- 超高的功率 - 超高的亮度 - 极高的效率 - 无冷却运行
2
IPG光纤激光器模块组
+
LDM#
LDM#
LDM#
有源光纤
+
LDM#
LDM#
LDM#
LDM#
LDM#LDM#-来自光纤模组全光纤激光模块组
LDM#
LDM#
LDM#
-
体积小巧,高度集成的全光纤设计 并联单芯结二极管激光模块组合 侧面泵浦 坚固的机械结构，耐冲击稳定性及强 超高的温度稳定性
Feeding Fiber Length up to 200m
Process Fiber Length up to 200m
• 远距离的光传输 • 安装简易 • 节省费用 • 操作安全
5
IPG高功率光纤激光器内部水循环系统
6
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7
光纤激光器的原理及应用
光纤激光器的原理及应用引言机器人激光切割成套设备是基于机器人机构，利用光纤激光器产生的大功率高能密度定向激光，实现汽车用钢板等板材自动切割的成套生产设备。
由于光纤激光采用光纤传输，可将光束传送到远距离加工点，并且光纤自身可自由变换形状，在机器手的夹持下，其运动由机器手的运动决定，因此能匹配自由轨迹加工，完成平面曲线、空间的多组直线、异形曲线等特殊轨迹的激光切割。
激光加工在工业中所占的比重已经成为衡量一个国家工业加工水平高低的重要标志。
切割、焊接是汽车白车身制造中的重要生产工艺，尤其在新车型开发和小批量定制中，采用先进的激光切割(代替部分修边—冲孔工序的模具)可以大大提高开发效率、降低开发成本，从而使得激光切割的应用倍受青睐。
1.影响光纤激光器能量传输的主要因素由于激光在光纤中不可避免地会产生吸收、散射及透射等现象，所以导致光纤传输激光功率随光纤长度的增加而衰减。
通常用dB数来表示衰减度，dB值用下式计算式中，是衰减前的激光功率；P是衰减后的激光功率。
对于由传输长度引起的衰减来说，表示光纤中x=0处的激光功率，P是激光从x=0传播到x=x处的功率。
由式(1)可知，P(x)和的关系满足式中，x的单位为km，表示每千米衰减的dB数。
从式(1)可以看出，当耦合光纤足够长时，即使光纤的值较小，光纤长度引起的衰减也不可忽视。
对于激光能量分布按Gauss分布的光纤，其传输的激光功率密度(或称激光强度)I可认为与纤芯半径a的平方成反比，即因此，若保持光纤传输的激光功率不变，减小光纤芯径即减小传输激光能量的光纤纤芯的横截面面积，则光纤传输的激光功率密度将增加。
光纤耦合引起的衰减不容忽视。
例如在激光二极管点火中，激光二极管与光纤的耦合，光纤与光纤之间的耦合，光纤与点火器之间的耦合都存在能量损失。
激光的热效应也是不容忽视的。
在激光点火中，通常情况下，正是利用激光的热效应来引燃、引爆含能材料。
因此，光纤包层及封装材料的传热系数越大，热散失越多，光纤最终输出的能量损失越大。
【大族 内部培训】IPG光纤激光器基础培训
➢ 光纤激光器激光原理
输入的三相电进入激光器主电源，转换成60VDC…75VDC的直流 电，为泵浦激光二极管供电，泵浦激光二极管输出980nm的泵浦光， 泵浦光通过光纤耦合到有源光纤中，有源光纤掺杂了稀土元素镱 离子Yb，镱离子Yb吸收980nm的泵浦光，其内层电子被激发到外层， 外层电子不稳定，会落回内层，期间产生1070nm的光子，光子在 光纤内被两个反射器件持续反射增强，形成激光输出。 掺杂Y断内外控是否开启
➢ 外控开启指示灯亮
➢ IPG激光器开机注意事项
➢ 报警
➢ 警告
➢ 控制
➢ 事件
➢ 日志文件
➢ 电源
➢ 湿度
➢ 硬线
➢ 模块被锁
➢ 模块被锁报警
➢ 严重错误报警
➢ 电源故障报警
➢ 水压低报警
➢ 排水管脱落
➢ IPG激光器功率测试
➢ IPG激光器光束质量BPP测试
➢ QBH光纤头水路连接注意事项
光学头附近，6mm水管的水路连接，水管需要先 接到光纤头，再把光学头串进去，不可颠倒或分水， 以免导致光纤头水冷却不足，带来损坏。
➢ IPG开机流程
1. 旋转激光器主开关旋钮到ON位置。 2. 如果使用了外部水冷机，将水冷机的主开关拨到ON位置。 3. 确保所有阀门都已开启。如果使用了水/水制冷的水冷机，确保外部
➢ IPG高功率光纤激光器基础培训
➢ IPG光纤激光器功能原理
激光功率产生于激光模块中。每个激光模块可视 作分立的激光器。根据不同模块类型，模块输出功率 可达400W到1200W。根据激光器的额定输出功率，每 台激光器会配备一定数量的模块。为了使模块中产生 激光辐射，需要为模块提供60VDC…75VDC（根据不同 模块类型）的直流电压。各个模块的输出功率在合束 器中合成进入单根光纤中（传导光纤）。可以选择安 装光闸或光耦，用来实现接续不同芯径和不同长度的 光纤。
光纤激光器的原理结构
光纤激光器的原理结构光纤激光器是一种利用光纤作为激光介质的激光器。
它具有高效能、高光束质量和稳定性等优点，在通信、医疗、材料加工等领域得到了广泛应用。
本文将从原理和结构两方面介绍光纤激光器的工作原理和构造。
光纤激光器的工作原理主要包括受激辐射和光放大两个过程。
首先，通过外界的能量输入，激活光纤激光介质中的电子，使其处于受激辐射的状态。
当这些电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出辐射能量，产生光子。
这些光子受到光纤的全反射作用，沿着光纤传播，形成激光束。
其次，光纤内的光子会不断受到受激辐射的影响，使激光得到放大，形成高亮度、高能量的激光输出。
光纤激光器的结构主要包括泵浦源、光纤介质、反射镜和耦合器等组成部分。
首先，泵浦源是提供能量的设备，常用的泵浦源有激光二极管、光纤光源等。
泵浦源通过输入能量，激活光纤激光介质中的电子，使其处于受激辐射的状态。
其次，光纤介质是激光器的核心部分，它是光纤激光器的激光介质，常用的光纤介质有掺铒光纤、掺镱光纤等。
光纤介质具有较高的光学质量和较高的光学非线性效应，能够实现高效能、高光束质量的激光输出。
接下来，反射镜是将光子反射回光纤中的装置，它通常由半透膜和反射膜组成。
半透膜使一部分光子通过，反射膜使另一部分光子反射回来，实现激光的增强和放大。
最后，耦合器用于将泵浦源的能量耦合到光纤介质中。
耦合器通常由光纤连接器和聚焦透镜组成，能够实现高效能的能量耦合，提高激光器的效率和稳定性。
光纤激光器的结构和原理使其具有很多独特的优点。
首先，光纤激光器的光学质量较高，光束质量好，光斑小，能够实现高精度的加工和检测。
其次，光纤激光器的输出功率较大，能够满足大部分应用的需求。
再次，光纤激光器的体积较小，结构紧凑，便于集成和安装。
最后，光纤激光器具有较高的效率和稳定性，能够长时间稳定工作，不易受到外界干扰。
光纤激光器是一种利用光纤作为激光介质的激光器，通过受激辐射和光放大的过程，实现高亮度、高能量的激光输出。
IPG大功率光纤激光器 原理简介
典型的高功率光纤激光加工系统典型的高功率光纤激光加工系统一般包括以下几个基本单元：●高功率光纤激光器系统机械手准直聚焦系统外部光闸高功率光纤激光器系统包括以下几个模块：●传输光纤/操作光纤●光纤的外型●光纤的功能光纤是一种高度透明的玻璃丝，由纯石英经复杂的工艺拉制而成。
光纤 中心部分(芯Core)＋同心圆状包裹层(包层Clad)＋涂覆层套层外包层纤芯一次涂覆层型号描述QB IPG最常用型号输入端输出端输入端输出端Feeding fiber名称多路输出Process fiber反射镜Feeding fiberProcess fiber 耦合镜准直镜型号：FFS2way描述操作光纤的数目：Modular Multi-KW Fiber Laser Very High Beam Quality模块温度显示模块选择显示电源状态显示激光器功率水冷机要求制冷量(KW)12制冷机接口●内控模式激光功率和开关光均由LaserNet通过网线控制YLS-xx-SM series YLS-xx-SM-CT seriesYLR-xx-ST2(SST2) series YLR-xx-yy-WW seriesYLR –3000(5000) -YLR-xx-SM-CT series specifications Single Mode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on topYLR-20000 Fiber LaserYLR-xx-C series specifications Multimode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on sideYLR-xx-S2(SS2) series specifications Multimode Fiber Laser with internal 2-ways Beam Switch on sideYLR-xx-CT series specifications Multimode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on top 内置光光耦合器P ≤2500 W P ≥3000 WYLR-xx-ST2(SST2) series specifications Multimode Fiber Laser with internal 2-ways Beam Switch on topP ≥3000 WYLR-2000-S2T-QCW Fiber Laser Main advantage:better cutting quality and faster speedIPG Application Lab in Burbach Heartly Welcome and thanks for Your attention !。
高功率IPG光纤激光器应用简介
高功率IPG光纤激光器应用简介一、IPG光纤激光器简介1.光纤激光器简介光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。
2.光纤激光器的优势首先是使用成本低，光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器。
其次，光纤激光的柔性导光系统，非常容易与机器人或多维工作台集成。
第三，光纤激光器体积小，重量轻，工作位置可移动。
第四，光纤激光器可以达到前所未有的大功率（至五万瓦级）。
第五，在工业应用上比传统激光器表现更优越。
它有适用于金属加工的最佳波长和最佳的光束质量，而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低。
第六，一器多机，即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作。
第七，免维护，使用寿命长。
最后，由于其极高的稳定性，大大降低了运行中对激光质量监控的要求。
简单来说就是高功率下的极好光束质量，高光束质量下的极好电光效率，高功率高光束质量下的极小体积、可移动性和柔性。
3.IPG简介全球最大的光纤激光制造商IPG Photonics由Valentin Gapontsev博士于1991年创建，总部设在美国东部麻省。
IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地，并在全球设有销售和服务网点，覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国，并于2006年在美国纳斯达克上市。
十八年来，IPG致力于纵向合成，所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有，同时也是唯一一个能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。
高功率是IPG的优势。
全世界已有上千台IPG的高功率（>1KW）光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。
在日本，我们向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。
ipg激光原理
ipg激光原理IPG激光原理激光技术是一种应用广泛的现代光学技术，其原理是通过激发介质中的原子、分子或离子，使它们发射出具有高度相干性的光。
IPG 激光器作为一种高性能激光器，其激光原理是基于光纤技术。
IPG激光器采用了光纤作为激光放大介质，通过光纤的高效传输和放大，实现了高功率激光输出。
与传统的激光器相比，IPG激光器具有体积小、重量轻、可靠性高等优点。
在IPG激光器中，光纤是核心部件。
光纤由一种高纯度的二氧化硅材料制成，其直径通常在几微米至一百微米之间。
光纤的内部由芯区和包层组成，其中芯区是激光的传输通道，包层则是用来限制光在芯区内的传播。
光纤的两端分别连接着泵浦光源和输出光学器件。
在IPG激光器工作时，首先通过泵浦光源对光纤进行泵浦，将能量传递到光纤中的活性离子，使其跃迁到激发态。
这个过程称为泵浦过程。
泵浦光源通常采用二极管激光器或半导体激光器，其输出波长与光纤的吸收带宽相匹配。
泵浦过程完成后，活性离子处于激发态，这时激发态的离子会自发辐射出光子。
这些光子经过一段距离的传播后，会激发其他离子跃迁到激发态，并产生更多的光子。
这个过程叫做自发辐射过程。
激光的能量在光纤中得到不断地放大，形成一个激光脉冲。
在IPG激光器中，还需要添加一个光栅耦合器，用来提高激光的光束质量。
光栅耦合器是利用光纤的折射率分布特性，将激光模式转换为基本模式，使光束更加集束。
这样就可以得到高质量的激光输出。
IPG激光器的输出功率可以通过增加光纤的长度和增大泵浦光源的功率来提高。
另外，还可以通过调节光栅耦合器的参数来控制激光的光束质量和输出功率。
这使得IPG激光器具有很大的灵活性和可调性。
总结起来，IPG激光器是一种基于光纤技术的高性能激光器。
它通过泵浦光源对光纤进行泵浦，使光纤中的活性离子跃迁到激发态，并通过自发辐射过程产生激光脉冲。
通过光栅耦合器的调节，可以提高激光的光束质量和输出功率。
IPG激光器具有体积小、重量轻、可靠性高等优点，被广泛应用于材料加工、医疗美容、通信等领域。
IPG技术
IPG技术IPG 独有的技术平台在IPG 独有技术平台的支持下，相比较任何其他竞争技术，我们的产品可以更低成本实现更高的输出功率和卓越的光束质量。
我们的专利设计基于创新泵浦技术和高性能部件，它们在 IPG 20 年的大量投资与创新中不断得到完善。
IPG 技术的基石是我们的包层侧面泵浦技术和分布式单发射芯结二极管泵浦结构。
光纤IPG 光纤激光器技术的基本构件是光纤。
光纤是由高度透明玻璃制成的长圆柱件。
标准光纤芯径从几微米到几百微米，长度从几米到几千米。
光纤长度与直径的巨大比值造就了众多独特的光纤特性。
玻璃纤维是光波导管，光线能够在其中几乎无损失地包含和传播光线，损失可忽略不计。
当满足总体内部全内反射条件时，光在光纤内部传播，经过穿透光纤壁的辐射损失可忽略不计。
光纤分为无源和有源两种。
无源光纤传输光线，而有源光纤通过在光纤芯内嵌入掺杂稀土金属离子的情况下将传播的光与泵浦激光混合实现放大。
泵浦二极管IPG 一流的二极管泵浦技术利用了自身极为丰富的电信行业经验和技术投资。
我们的单芯结二极管使用在电信领域已经证明的技术和工艺制造，各晶圆符合严格的电信行业标准，这将IPG 的产品与使用短寿命二极管巴条和堆栈技术的其他工业泵产品区分开来。
因此，IPG 单芯结二极管能提供更高的泵浦亮度，并且电光转换效率高达巴条堆栈泵浦的两倍。
单芯结泵浦能够利用简单的水甚至强制风冷，相反，巴条堆栈需要使用高成本、低可靠性和使用高雅去离子水的高度复杂的微通道冷却器。
01光纤的独特特性使其成为理想的有源增益介质和激光谐振腔材料。
光纤灵活且易于处理。
光纤的表面积体积比很大，便于散热，并且有助于避免热透镜效应。
不同类型、成分和芯径的光纤可以拼接，组成复杂的光学系统，将泵浦源、光学放大和光束传输光纤结合，无需再利用自由空间光学技术，并由此避免了该技术存在的污染、损坏和/或对准问题等固有风险。
光纤是非常灵活的介质，可用于各种设计选项和功能。
IPG光纤激光器技术手册
IPG光纤激光器技术手册介绍本手册旨在提供有关IPG光纤激光器的基本技术信息和使用指南。
IPG光纤激光器是一种创新的激光技术，具有高效、稳定和可靠的特点，适用于多种不同领域的应用。
技术参数- 功率范围：IPG光纤激光器提供从几瓦到几千瓦的功率范围，用户可以根据具体需求选择合适的功率。
- 波长范围：IPG光纤激光器支持不同波长范围，主要有红外、可见光和紫外光等。
- 脉冲频率：IPG光纤激光器具有可调节的脉冲频率，适用于对精度和速度要求高的应用。
- 光纤长度：IPG光纤激光器提供不同长度的光纤，使得用户可以根据设备布局和需求进行灵活安装。
主要应用领域- 切割和焊接：IPG光纤激光器能够实现高精度的金属材料切割和焊接，适用于制造业和汽车工业等领域。
- 打孔和雕刻：IPG光纤激光器提供高能量和高功率输出，可以用于打孔和雕刻各种材料，包括金属、塑料和陶瓷等。
- 印刷和标记：IPG光纤激光器适用于高速印刷和标记任务，可以实现高清晰度和高精度的图形和文字标记。
- 医疗美容：IPG光纤激光器在医疗美容领域有广泛应用，例如皮肤去除和切割等。
- 科研领域：IPG光纤激光器提供稳定的激光输出和可调节的参数，适合用于科学研究和实验室应用。
使用指南- 安全操作：在使用IPG光纤激光器时，务必遵循相关安全操作规程，包括佩戴适当的防护设备和避免直接观察激光束等。
- 调节参数：根据具体应用需求，用户可以通过调节IPG光纤激光器的参数，如功率、脉冲频率和光纤长度，来获得最佳的激光输出效果。
- 维护和保养：定期检查和清洁IPG光纤激光器，确保其正常运行和长期稳定性。
请注意：本手册提供的信息仅供参考，具体操作和使用时请参考IPG光纤激光器的产品手册和技术规格。
ipg 激光器工作原理
ipg 激光器工作原理
IPG（International Photonics Group）激光器的工作原理基于光
纤激光器的技术。
具体来说，IPG激光器采用了光纤放大器的
原理。
IPG激光器的工作原理涉及到以下几个关键步骤：
1. 光纤耦合：IPG激光器将激光二极管或其他激光源产生的光
通过光纤进行耦合。
光纤是一种具有较高折射率的纤维状结构，可以将光束有效地引导、捕获和传输。
2. 激光增益：经过耦合后，光在光纤中传输。
在光纤中，激发动能将光子转化为光子，并且随着光在光纤中传播，光的数量逐渐增加。
这种现象称为激光增益，通过激增益，光纤中的光强度可以显著增加。
3. 激光放大器：经过激光增益后，光信号被传递到激光放大器。
激光放大器是一种能够对激光信号进行放大的装置。
在激光放大器中，光纤通过受激辐射过程被放大，从而产生高强度的激光束。
4. 输出激光：经过放大后，激光束从激光器的输出端口被释放出来。
这个激光束可以被用于各种应用，如切割、焊接、打孔、医疗等。
总的来说，IPG激光器通过光纤的放大来增加激光信号的强度，并将其输出为高质量、高功率的激光束。
这种激光器具有高效
率、高可靠性和稳定性的特点，被广泛应用于工业和科学研究领域。
高功率光纤激光器及其散热技术
三.高功率光纤激光器的常用散热技术
喷雾冷却
喷雾冷却是将冷却介质雾化后直接喷射到发热物体表面通过 液膜蒸发、强迫对流、核态沸腾和“二次成核”等机理带走热 量的一种冷却方式。
中国科学技术大学，王亚青等，Spray公司的TG0.3机械雾化 圆锥实心喷嘴，对大功率激光器的散热实验结果：
光纤激光器的工作原理 3.光纤激光模块的构成（以IPG公司YLR-6000为例）
大功率多模LD
激光输出
全光纤设计 并联单芯节二极管激光模块组合 侧面、并行、双向泵浦技术
光纤激光器的工作原理 4.千瓦、万瓦级功率的实现——光纤合束
二.高功率光纤激光器发热机理分析
1.光纤激光器热源
电源：大功率电源发热
高功率光纤激光器及其散热技术
报告提纲
光纤激光器的工作原理 高功率光纤激光器发热机理分析
高功率光纤激光器的常用散热技术
一.光纤激光器的工作原理
LASER：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 即“受激辐射光放大”。
增益介质 —掺杂光纤（ Er3+、 Nd3+ 、 Tm3+、 Yb3+ ）
到冷凝器放热冷凝成液体，借助取热器微槽群的毛细力和液体重
力回流到与大功率电力电子器件紧贴的取热器，从而实现无外加
动力的闭式散热循环。
超导热能力：导热系数大于 106 W/(m·℃)，铜为400 W/(m·℃)
冷却能力超强：取热热流密度 可达400W/cm2
无功耗冷却：被动式冷却，无冷 却能耗
三.高功率光纤激光器的常用散热技术
光纤激光器的原理与应用
光纤激光器的原理与应用激光器是一种产生具有高相干性、窄谱线宽、高亮度和方向性良好的光束的器件。
其中，光纤激光器是一种以光纤为增益介质的激光器，其令人惊叹的稳定性、高效率和小尺寸使其在许多应用领域中发挥着越来越重要的作用。
一、光纤激光器的原理为了理解光纤激光器的原理，首先需要知道激光器是如何产生光束的。
激光器工作时，精心设计的激活剂被加入至玻璃管中，然后通电。
激活剂的状态变化会在一个非常短的时间内释放能量，这种能量可用于激发带电粒子，进而导致原子的激发，最终导致受激辐射产生激光。
在光纤激光器中，增益介质不是用玻璃管装载的气体或晶体，而是用光纤做增益介质。
增益介质在通过激光器过程中会发生受激辐射，在辐射过程中会释放能量，这个能量过量的爆发会使光纤内的电子获得激发，进而导致原子的激发以及光纤材料的激发。
这个过程引发了特定波长和相干性的光线的产生，同时这个光线通过光纤中的反射，最终得到滤除激光调谐腔产生激光输出。
二、不同类型的光纤激光器其中，光纤激光器可以根据激发方式和放大机制进行分类。
激发方式的不同可能导致在不同领域中的应用范围差异。
放大机制的不同可能会导致不同输出功率和效率的激光器。
1. 纳秒脉冲激光器典型的例子是Nd：YAG（钕掺杂氧化铝）激光器，它通过大于1纳秒的脉冲激光器产生激光。
这样的激光器可以产生非常高的峰值功率，但输出持续时间短。
2. 二极管泵浦激光器二极管泵浦激光器是一种高效激光器，通常用于做纤维光通信。
3. 光纤增益器光纤增益器通过扩展单束光线来实现放大，而无需在激光器中产生光线。
光纤放大器被广泛用于无线电遥控器实验、相关制备和光通信中。
三、光纤激光器的应用1. 通信系统光纤激光器是制造光通信系统所必需的核心设备。
光纤激光器对于高反射和光衰减可以进行优化，对于高速数据和光纤隔离能力也有显著优势。
2. 材料加工光纤激光器在放大器和眼镜品质点焊上是最广泛应用的激光器。
其高速斩割速度和卓越质量使其在快速减薄、包装和切割方面成为重要工具。
IPG光纤激光器内部培训资料
1、激光器特性：激光器的输出波长、功率。
2、光密度Optical Density (OD)：OD数值越大，激光防护眼镜的防护能力越强。
3、可见光透过率Visible Light Transmittance (VLT)：VLT数值低于20%，激光防护眼镜需
要在良好照明的环境中进行使用。
4、镜框：是否佩戴近视眼镜、面部轮廓
防火面、护目镜、面具、门联锁、通风设备、灭火设备。
使用完激光器，在离开前关闭激光器和电源。
制定安全操作流程，定期维护和修正，加强管理。
对员工进行安全培训和技术培训，提高危险防范意识，熟悉激光器操作流程。
激光安全
光纤激光器原理和结构
LaserNet软件使用
常见故障排除
激光器使用注意事项
售后服务流程
Class I
Class II
Class II a
Class III a
Class III b
Class IV
Class 1
Class 2
Class 2M
Class 3R
Class 3B
Class 4
激光等级定义
1级（Class 1）：通常条件下，裸眼长时间注视或通过光
学器件（非大口径聚焦器件）观察都是安全的。通常是
门开关
开始按钮
急停按钮
光闸
互锁报警灯
主电源
钥匙开关
服务模式灯
合束器
激光模块
激光器后门内部构造
XP4模拟量接口
光闸
空调
XP5网线接口
XP1硬线接口
湿度开关
XP2安全接口
分水块
XP8 光 闸 1 通 道 安
全接口
模块电源接线
高功率光纤激光器原理及组成部分介绍
高功率光纤激光器原理及组成部分介绍本文章出自作者：光博士激光网址 典型的高功率光纤激光加工系统一般包括以下几个基本单元：1.高功率光纤激光器系统①.传输光纤/操作光纤②.光闸/光纤耦合器③.激光模块④.激光模块电源⑤.制冷机组⑥.控制接口关键字：IPG,光纤激光器,培训一、典型的高功率光纤激光加工系统一般包括以下几个基本单元：1.高功率光纤激光器系统①.传输光纤/操作光纤②.光闸/光纤耦合器③.激光模块④.激光模块电源⑤.制冷机组⑥.控制接口⑦.监控软件典型光纤激光器系统IPG光纤激光器内部结构2.准直与聚焦系统：在外壳内，同中心光轴地置有发射可见光束的半导体激光二极管和聚焦透镜。
聚焦透镜将可见光束聚焦耦合进入准直光纤内，由活动连接的输出耦合头耦合进入激光工作光纤内，从激光工作光纤输出端观察激光工作光纤与准直光纤的相对位置并调整两者准直位置后，去掉准直光纤，接上泵浦源的泵浦光输出光纤。
3.运动机构4.控制系统5.辅助系统二、IPG光纤激光器内部结构1.激光电源：该机柜可安装10--40KW激光电源，最高可支持12KW激光输出。
2.空格：空余空间可为将来激光器升级预留出位置。
3.合束器：合束器将单模光纤耦合进传导光纤内，性能稳定。
该和束器可以进行更换。
4.控制安全界面：控制和安全界面均按照工业标准设计，客户也可以按照自己需求选择其他界面如Tnterbus和PROFINET等。
5.光学模块：光纤激光为模块化设计，每个模块可产生几百瓦甚至上千瓦激光。
6.冗余设计：IPG为高功率激光器配备了备用模块，一旦莫一模块发生了故障，备用模块会自动启动，保持激光器稳定输出。
三、IPG光纤概述1.光纤的外形光纤激光器外观2.光纤的功能3.光纤的结构4.激光传输的机理光纤是一种高度透明的玻璃丝，由纯石英经过复杂的工艺拉制而成的，光在纤芯和包层之间的界面上反复进行全反射，并在光纤中传递下去的传导工具。
光纤=中心部分（芯Core）+同心圆状包裹层（包层Clad）+涂覆层5.可提供光纤的连接头形式6.可提供的光纤纤芯径及长度四、激光模块如果激光器中有多个模块，可以通过LaserNet软件有选择性的使用其中的一个或几个。
大功率光纤激光器原理
大功率光纤激光器原理今天来聊聊大功率光纤激光器的原理。
其实最开始接触这个的时候，我就觉得它特别神秘，这么大功率的激光到底是怎么产生的呢？就像我们平常看到手电筒，它能发光是因为有电池供电，然后灯泡把电能转化成光能。
那光纤激光器呢，肯定也要有能量来源才行。
先来说说它的基本组成部分吧。
大功率光纤激光器最核心的部件之一是增益介质，在光纤激光器里，这个增益介质就是掺杂了稀土元素的光纤。
打个比方，这就好比是一个装满了“能量小精灵”的魔法管道。
这些稀土元素就像被赋予了特殊能力的小精灵，能够吸收能量并且释放出激光。
那激光是怎么被激发出来的呢？这个时候就需要泵浦源了。
泵浦源就像是一个发动机，它给光纤注入能量。
就像我们给汽车加油，让汽车能跑起来一样，泵浦源给光纤里面的稀土元素提供能量，让它们“兴奋”起来。
当这些稀土元素被激发到高能级后，它们就会向低能级跃迁，同时释放出光子。
这光子可不是普通的光子，它们就像训练有素的士兵，朝着同一个方向行进，就形成了激光束。
说到这里，你可能会问，这么多光子怎么就能有序地形成高能的激光呢？这就涉及到一个很神奇的过程——受激辐射。
简单来说，就像是第一个光子出现之后，它很有感染力，能够刺激周围已经在高能级的粒子，让它们也释放出和自己一模一样的光子，一个变两个，两个变四个，这样就会像滚雪球一样，最后产生越来越多同方向同频率的光子，于是强大的激光束就形成了。
大功率光纤激光器在实际生活中有很多应用呢。
比如说在金属加工领域，就像那些汽车制造厂里，需要切割厚厚的钢板，大功率光纤激光器就像一把超级锋利的光刀，精准快速地完成切割任务。
老实说，我一开始也不太明白光纤里怎么就能够实现这么高功率的激光输出。
我当时就困惑，这个过程中能量的损耗和控制是怎么做到的呢？后来学习了更多知识才知道，在光纤激光器里，还有一些特殊的机制来管理能量。
比如说，通过光纤的特殊设计来限制光子的走向，减少散射等能量损耗。
再延伸思考一下，如果我们能够进一步优化光纤激光器的原理，降低成本，提高效率，那可能在更多的领域都能大放异彩，像航天领域中的一些精密零件加工之类的。
ipg光纤激光器参数要求
ipg光纤激光器参数要求IPG光纤激光器参数要求光纤激光器是一种特殊类型的激光器，它采用光纤作为激光介质，具有高效率、高质量光束和稳定性好等优点。
而IPG光纤激光器是一种由IPG光纤激光器公司生产的光纤激光器，它在各个参数方面都有一定的要求和标准。
1. 输出功率(Output Power)：IPG光纤激光器的输出功率是指激光器产生的激光功率大小。
根据不同的应用需求，输出功率有不同的要求，一般在几瓦到几千瓦之间。
高输出功率可以提供更强的激光能量，适用于需要大功率激光的应用领域。
2. 波长(Wavelength)：波长是指激光器所产生激光的波长大小。
IPG光纤激光器通常采用准连续波长，如1064纳米，适用于许多材料的加工和切割。
3. 光束质量(Beam Quality)：光束质量是指光束的空间分布和光束直径的大小。
IPG光纤激光器的光束质量通常采用M²参数来描述，M²值越接近1代表光束质量越好。
光束质量好的激光器可以提供更小的光斑和更高的能量密度，适用于精细加工和高精度测量。
4. 脉冲重复频率(Repetition Rate)：脉冲重复频率是指激光器产生脉冲的频率大小。
IPG光纤激光器的脉冲重复频率可以根据不同的应用需求进行调节，一般在几千赫兹到几兆赫兹之间。
高脉冲重复频率可以提高加工效率，适用于需要高速加工的应用领域。
5. 光纤长度(Fiber Length)：光纤长度是指激光器中使用的光纤的长度。
IPG光纤激光器通常采用长光纤结构，可以减少光束的损耗和衰减，提高激光器的稳定性和可靠性。
6. 温度稳定性(Temperature Stability)：温度稳定性是指激光器在不同温度下输出功率的稳定性。
IPG光纤激光器具有较好的温度稳定性，可以在一定温度范围内保持输出功率的稳定性。
7. 效率(Efficiency)：效率是指激光器将输入能量转化为输出激光能量的比例。
IPG光纤激光器具有较高的效率，可以提供更高的输出功率和更低的功耗。
光纤激光器的工作原理
光纤激光器的基本原理1. 引言光纤激光器是一种基于光纤技术的激光装置，利用光纤的特殊结构和激光器的工作原理，产生高功率、窄线宽、可调谐的激光束。
借助其独特的特点，光纤激光器在通信、医学、材料加工等领域有着广泛的应用。
在本文中，我将深入探讨光纤激光器的工作原理，并对其相关的基本原理进行详细解释。
2. 光纤的基本原理光纤是一种具有高折射率的细长玻璃或塑料材料，具有高度透明和反射光的特性。
光纤中有一个称为芯的中心部分，其折射率高于外部的称为包层的材料。
这种差异使得光线能够通过反射的方式沿着光纤传输。
光纤的传输方式是通过光的全内反射实现的。
当光线以大于临界角的角度射入光纤时，它会在芯和包层的交界面上完全内反射，并沿着光纤传输。
光线的全内反射保证了光信号在光纤中的传输损耗很小。
3. 激光的基本原理激光是一种具有高度聚焦和高单色性的电磁辐射波。
它是通过将粒子（如电子或原子）从低能级促使到高能级，并在它们回到低能级时释放能量来产生的。
激光器的基本结构主要由激活介质、能量泵浦装置和光学谐振腔组成。
•激活介质：激活介质是激光器中产生激光的材料。
它可以是固体、液体或气体。
其中，气体激光器常用的激活介质为二氧化碳，固体激光器常用的激活介质为钕、铷等。
•能量泵浦装置：能量泵浦装置用于提供能够将激活介质中的粒子激活到高能级的能量。
通常使用的能量泵浦装置包括光泵浦、电子泵浦和化学泵浦等。
•光学谐振腔：光学谐振腔是激光器中的一个空间，在其中光线来回反射，从而增加光线的相干性和增益。
光学谐振腔由两个光学镜片构成，其中一个镜片是部分穿透和部分反射的，另一个镜片是完全反射的。
在激光器中，激活介质被能量泵浦装置激活，并产生大量的激发态粒子。
这些激发态粒子在光学谐振腔的作用下，通过受激辐射的过程，将能量转移给通过谐振腔的光子，使之增加能量，最终形成了高亮度的激光束。
4. 光纤激光器的工作原理光纤激光器的工作原理是将光纤和激光器的原理相结合。
ipg激光器工作原理
ipg激光器工作原理IPG激光器工作原理激光器是一种能够产生高强度、高单色性、高方向性的激光光束的装置，广泛应用于科研、工业和医疗等领域。
IPG激光器是一种采用光纤作为激光介质的激光器，具有高效率、高可靠性和长寿命等优点。
下面将详细介绍IPG激光器的工作原理。
1. 光纤准备：IPG激光器的核心是光纤，光纤内部被包裹着掺杂有掺铒离子的光纤芯。
掺铒离子是一种能够在激发态和基态之间发生辐射跃迁的物质。
光纤的两端分别连接着输入光纤和输出光纤。
2. 激发过程：通过输入光纤向光纤芯输入泵浦光，泵浦光的能量被吸收后，将掺铒离子从基态激发到激发态。
泵浦光通常使用高功率二极管激光器产生，它的波长通常比较短，能够被掺铒离子吸收。
3. 辐射跃迁：在激发态，掺铒离子会发生辐射跃迁，从高能级跃迁到低能级并释放出能量。
这个能量以光子的形式被释放出来，形成激光光束。
由于掺铒离子的特殊性质，这个激光光束的波长通常在1.0微米至1.1微米之间。
4. 光放大过程：激光光束在光纤内部通过受控的光放大过程，逐渐增强光的强度。
这是通过将激光光束在光纤中来回多次反射，使得光与掺铒离子的相互作用增加，从而实现光的放大。
光纤的掺铒浓度和光纤长度决定了激光的放大倍数。
5. 输出过程：放大后的激光光束通过输出光纤从光纤中输出。
输出光纤是通过特殊的技术制造的，能够保持光的单模传输，确保激光光束的方向性和光束质量。
总结起来，IPG激光器的工作原理是通过掺铒离子的激发和辐射跃迁过程实现的。
通过输入光纤向光纤芯输入泵浦光，将掺铒离子激发到激发态，然后发生辐射跃迁并释放出能量形成激光光束。
激光光束在光纤中通过光放大过程逐渐增强，最后通过输出光纤输出。
IPG激光器具有高效率、高可靠性和长寿命等优点，被广泛应用于材料加工、医疗美容、通信和科学研究等领域。
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WWaallll PPlluugg EEffffiicciieennccyy ~~ 3300%%
WWeeiigghhtt
11220000 kkgg
YLR-xx-C series specifications
Multimode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on side
如果激光器中有多个模块，可以 通过LaserNet软件有选择性的使用 其中的一个或几个
如果激光器中含有备用模块，如 其中的某个模块损坏，备用模块会 自动开启
激光模块的构成
+ LDM# LDM# LDM#
有源光纤
+
LDM# LDM# LDM#
LDM# LDM# LDM#
-
光纤模组
全光纤激光模组
LDM# LDM# LDM#
相应的接口
网线接口 模拟信号接口 安全信号接口 机器手接口
制冷机接口 光闸通道选择接口
激光器型号综述
YLS-xx-SM series YLS-xx-SM-CT series YLS-xx series YLS-xx-C series YLS-xx-CT series YLS-xx-S2(SS2) series YLS-xx-S4(SS4) series
分能量 切换， 空白时 表示分 时间切 换
放大率 ：0.8～ 2.0
型号举例
含义
FFS 2way QB-QB/QD, 两路光闸，传输光纤接头类型为QB，操作光纤接头类
M=1.2
型分别为QB和QD。
FFS 4way QB-QB, 2ES 四路光闸，其中两路为分时间切换，另两路为分能量切
M=1.2
换
激光模块
C2-xx series, remote FFC WA-xx series, remote WA chiller WW-xx series, remote WW chiller
YLR – 3000(5000) - SM Fiber Laser
OOuuttppuutt PPoowweerr
33..00** kkWW
PC 250.01-NZ-DIS, PC 250.01-NZW-DIS
PC 400.01-NZ-DIS, PC 400.01-NZW-DIS
激光器有关制冷机的接口
制冷机接口
制冷机接口信号说明
激光器的几种运行模式
内控模式 激光功率和开关光均由LaserNet通过网线控制 模拟量控制 激光功率和开关光均由外部信号控制 外控模式 激光功率由LaserNet设定，开关光由外部信号控制 Hardwiring控制模式 所有激光参数都由机械手控制
*Output power 5 kW on special request
YLR-xx-SM-CT series specifications
Single Mode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on top
内置光光耦合器
YLR-20000 Fiber Laser
Thank you for your attention !
885566 xx 880066 mmmm
HHiigghhtt
11118866 mmmm
PPoowweerr CCoonnssuummppttiioonn mmaaxx.. 77 kkWW
WWaallll PPlluugg EEffffiicciieennccyy
~~ 3300 %%
Main advantage: better cutting quality and faster speed
HHeeiigghhtt
11118866 mmmm
PPoowweerr CCoonnssuummppttiioonn mmaaxx.. 1111 ((2200)) kkWW
WWaallll PPlluugg EEffffiicciieennccyy ~~ 2288 %%
WWeeiigghhtt
330000 ((337700))kkgg
IPG Application Lab in Burbach
Mikro/Makro Cutting
Mikro/Makro Welding
Hybrid Welding Remote Welding Marking
Heartly Welcome and thanks for Your attention !
-
•• 体体积积小小巧巧,,高高度度集集成成的的全全光光纤纤设设计计 •• 并并联联单单芯芯结结二二极极管管激激光光模模块块组组合合 •• 侧侧面面泵泵浦浦 •• 坚坚固固的的机机械械结结构构，，耐耐冲冲击击稳稳定定性性及及强强 •• 超超高高的的温温度度稳稳定定性性
激光模块的组合
+
+
+
+
= xxx kW
PPeeaakk PPoowweerr
44..00 kkWW
((@@ wwoorrkkppiieeccee))
WWaavvee LLeennggtthh::
11007700 nnmm
IInntteerrnnaall 22--wwaayyss BBSS iinnssttaalllleedd
FFeeeeddiinngg FFiibbeerr DDiiaammeetteerr 5500 µµmm
Volume 0.3 m3
Riedel Chiller
Volume 2.1 m3
激光器功率 (KW)
1 2
水冷机要求制冷量 (KW)
4.0 8.0
4
16.0
5
20.0
6
24.0
10
38.0
15
54.0
可用水冷机
PC 41.02-KE-S, PC 41.02-KEW-S PC 63.02-KE-S, PC 63.02-KEW-S
PPrroocceessss FFiibbeerr DDiiaammeetteerr 110000 µµmm
PPrroocceessss FFiibbeerr LLeennggtthh uupp ttoo 5500mm
BBPPPP
33 mmmm xx mmrraadd
FFoooottpprriinntt
典型的高功率光纤激光加工系统
典型的高功率光纤激光加工系统一般包括以下几个基本单元：
高功率光纤激光器系统 准直与聚焦系统 运动机构 控制系统 辅助系统
高功率光纤激光器的典型应用
传输光纤
操作光纤
机械手
准直聚焦系统
外部光闸
高功率光纤激光器系统
高功率光纤激光器系统包括以下几个模块：
传输光纤/操作光纤 光闸/光光耦合器 激光模块 激光模块电源 制冷机组 控制接口 监控软件
内置光光耦合器
YLR-xx-S2(SS2) series specifications
Multimode Fiber Laser with internal 2-ways Beam Switch on side
内置两路光闸
YLR-xx-CT series specifications
Multimode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on top 内置光光耦合器
Modular Multi-KW Fiber Laser Very High Beam Quality
激光模块的监控
功率显示 模块选择显示
模块温度显示
激光模块电源
激光模块电源
电源状态监控
电源状态显示
典型制冷机组
连接方式
IPG标配的两种制冷机
IPG WW chiller
IPG Chiller
FEEDING FIBER直接输出的单模光纤激光器 在机柜上部带有光光耦合器的单模光纤激光器 FEEDING FIBER 直接输出的多模光纤激光器 在侧边带有光光耦合器的多模光纤激光器 在机柜上部带有光光耦合器的单模光纤激光器 在机柜侧边带有两路光闸的多模光纤激光器 在机柜侧边带有四路光闸的多模光纤激光器
P ≤ 2500 W
P ≥ 3000 W
YLR-xx-ST2(SST2) series specifications
Multimode Fiber Laser with internal 2-ways Beam Switch on top 内置两路光闸
P ≥ 3000 W
YLR-2000-S2T-QCW Fiber Laser
150um及以上
光闸
多路输出
光闸的光学原理图
反射镜
Feeding fiber
准直镜
耦合镜
PPrroocceessssffiibberr
光闸的种类
型号： FFS 2way
QB-
QB
ES
M=1.2
描述
操作光纤的 数目： 2way; 4way; 6way
传输光 纤类型 ：QB
操作光 纤类型 ：QB， QD
LCI-170.01-W-3, LCI-171.01-W-3 IHE-170.00-W-3, LC-170.01-A-3-5
PC 160.01-NZ-DIS, PC 160.01-NZW-DIS PC 160.01-NZ-DIS, PC 160.01-NZW-DIS
LC 260.01-A-3-5
PC 250.01-NZ-DIS, PC 250.01-NZW-DIS
uupp ttoo 1100mm
BBPPPP
<< 55 mmmm xx mmrraadd
FFoooottpprriinntt