光纤激光器的应用

光纤激光器是近年来发展起来的一种新型激光器件，也是目前国内外光电信息领域研究的热点技术之一。因在光学模式、使用寿命等方面的优点，光纤激光器已成为新一代固体激光器的代表，在国内外得到了广泛研究和迅速发展，有着广阔的发展前景。

应用于微焊接

由于单模光纤激光器具有高光束质量，因此在焊接黑色金属和有色金属材料薄片时可以实现很高的焊接速度。采用GSI单模光纤激光器已经证明能够实现钛及不锈钢的薄片、高纵横比焊接以及小孔焊接。低功率单模光纤激光器可用于各种材料的点焊、传导焊接以及小孔焊接，这些材料包括低碳钢、 Inconel、镀锌钢、铝合金、铜合金、不锈钢以及钛合金等。

利用CW光纤激光器只能焊接最大厚度为1毫米的不锈钢，而利用配置高功率、增强型控制以及复杂脉冲成形设备的高精度、低平均功率Nd:YAG激光器可以提高众多材料的微焊接灵活性。利用脉冲（脉冲成形）中时间能量变化的正确成形，可以实现各种材料的高质量焊接，其中包括铝合金、铜合金以及异金属材料等高反射比材料。

由于具有很高的光束质量和小光点直径，单模光纤激光器非常适合微切割。但是由于目前其脉冲能量和峰值功率较低，而且脉冲宽度很窄，因此此类激光并非微焊接应用的首选。

应用于宏观机械加工

当前，各种用户仍然在对高功率光纤激光进行评估，其主要应用包括汽车、航空航天以及造船等行业。在汽车行业，光纤激光用于白车身焊接、激光拼焊板以及液压成形切割等。与传统的灯泵浦Nd:YAG激光相比，光纤激光因具备优异的光束质量而可用于汽车行业的远距离焊接。

显然，此类激光能够实现极高的焊接速度以及深度穿透力。但是，解决利用小光点直径和高光束质量焊接厚板材时存在的问题仍然有待进一步改进，如：部件装配，更重要的是深度穿透小孔产生的激光诱导等离子体／异质物。此类等离子／异质物会妨碍焊透深度，造成熔池中心蒸汽填充小孔的不稳定性，从而造成粗孔隙，对于厚度超过4毫米的材料尤其如此。

应用于显微机械加工

对于需要优异模质量和高聚焦性能来实现小形体尺寸的显微机械加工工艺，这些新型激光器能够实现商业应用。多年来，脉冲 Nd:YAG激光一直是金属精密切割、精细焊接和钻孔的首选。在1微米波长附近，与同等二氧化碳激光器相比，其聚焦光学镜更小，更简单，而且可以实现更小的光点尺寸。超精密显微机械加工对更高效、小巧、高光束质量激光器的需求推动了光纤激光器开发工作的快速增长。这些激光器在IR光谱区附近工作，与传统激光相比具有多种优势，而且在实现新的显微机械加工应用方面具有更大潜力。

医疗行业是激光微切割最重要的应用领域之一，光纤激光正在逐步替代脉冲灯泵Nd:YAG激光。由于以下两个基本原因，医疗设备一般很小：一是它们通常需要安装到狭小区域；二是其制作材料昂贵，减少尺寸也就是降低成本。能够在仅有几微米区域工作的激光器是精巧、昂贵设备的理想解决方案。医疗设备行业对微切割需求最强烈的应用可能是支架切割。支架是一种永久插入动脉的纤细、格状金属管。其有助于扩张动脉，疏通血流。这种插入到患病冠状动脉中的圆柱形金属支架，能使血液恢复充分流通。支架所用材料包括316L不锈钢或镍钛合金（形状记忆合金）。管的典型直径为1～10毫米，壁厚约 100微米。关键是切口宽度要小（20～30微米），这就要求光纤激光器需提供较高的光束质量与激光功率稳定性。激光切割必须具有较高的表面质量，较小的热影响区域，而且无残渣。

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。

光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。