過去的幾年中,高功率
二極管激光器(HPDL)已被成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。除了用做固態(tài)
激光器的泵浦源以外,它們還被用于材料加工中,例如焊接、軟釬焊和熱處理。此前,千瓦級的系統(tǒng)更為重要,因為它們可被用于金屬薄片的焊接以及局部回火。而目前,更多的微型加工應(yīng)用利用了功率為 500W的HPDL來進行加工。HPDL的光束質(zhì)量高而且聚焦光斑小,這些特點讓HPDL成為一項深具潛力的加工手段。
&2zq%((r 4^Q: 二極管激光器可被用于直接加工中,或者以
光纖耦合系統(tǒng)的形式應(yīng)用到加工中。用于直接加工的激光光斑為矩形焦斑,而光纖耦合系統(tǒng)中常見的是軸向?qū)ΨQ的光束(如圖1)。對于功率在150W范圍內(nèi)的激光器來說,人們更多地使用被動制冷的光纖耦合激光系統(tǒng)。在
半導體中產(chǎn)生的熱量經(jīng)過一個大型銅制散熱片進行散熱。對于散熱片的冷卻來說,可以使用電熱元件,或者工業(yè)水冷系統(tǒng)。
oDYRQozo> UE ,t8j +H#U~p$ i35=Y~P- 被動式制冷的二極管激光器優(yōu)勢在于它的設(shè)計簡潔,而且所需的維護量很少。水冷二極管激光器需要使用的制冷劑,在被動式制冷的二極管激光器就不需要使用。在多數(shù)情況下,因為使用了大型散熱器,所以被動式制冷的二極管激光器無法得到直接輸出的激光,激光輻射必須通過光纖來傳輸,光纖直徑在400到800m。這類系統(tǒng)得到的焦斑直徑約在600到1200m,工作距離為100mm。在一些特殊應(yīng)用中,也可以降低激光功率得到直徑更小的光斑。由于二極管激光器的光束質(zhì)量高,因此若使用200m的光纖,在工件上可以達到約22W的激光能量。若使用
焦距更短的
透鏡,焦斑直徑可達120m。
.Pw\~X3! 在直接加工應(yīng)用中,若所需的激光功率大于150W,可以使用主動冷卻型激光器。這樣,冷卻水的質(zhì)量就變得非常重要。所有相關(guān)的參數(shù)都必須通過集成探測器的檢測,以確保系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
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