简要介绍光纤激光器的竞争优势

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　　【编者按】光纤激光器可以复制Nd：YAG激光器的工艺参数，并提供明显的速度优势，大大降低了维护成本，并有机会改善工艺参数。标准的20kW光纤激光器可以在20kW的连续功率下运行，频率大于5000Hz。然而，这些激光器相当昂贵，使得充分利用其高重复频率变得较为困难。IPG已经开发出了专门用于航空航天钻孔应用的新一代光纤激光器，提供高峰值功率和低平均功率。目前，IPG可提供峰值功率9~20kW、连续波（CW）工作功率900W~2kW的五种型号的产品。

　　
　　来自航空航天公司的众多应用试验，已经展示了光纤激光器的重要优势。不同于Nd：YAG激光器，光纤激光器的脉冲持续时间可以增加，以用单个脉冲钻孔，满足航空航天领域要求的每秒钻出50~100个孔的目标。光纤激光器的脉冲持续时间范围3~10ms，并且仍然满足重铸和微裂纹规范要求，而利用Nd：YAG激光器，则需要多个脉冲完成。之所以能获得这样的结果，是因为光纤激光器的输出脉冲是一个保持峰值功率的方波，没有拖尾形成重铸，而这是脉冲Nd：YAG激光器无法实现的。光纤激光器还在焦点处提供了顶帽轮廓，不会形成重铸，而使用Nd：YAG激光器则有这种情况发生。
　　
　　光纤激光器可变的脉冲持续时间，开辟了一种新的控制方式。使用光纤激光器钻孔，可以对脉冲持续时间的参数进行编程，限制背板受损;而不需要在孔钻出后利用额外的脉冲精修（这将引发背板受损的担忧）。横截面分析表明，当使用多个激光脉冲钻孔时，如果激光束在穿透材料之前停止，在盲孔的底部具有一个顶帽轮廓。在用Nd：YAG激光器进行的类似测试中，孔的底部轮廓更趋于高斯分布，具有一个热中心部分，因此难以实现直径较大、并且仍满足出口处规格要求的孔。光纤激光器能够钻出满足规范要求的通孔，无需再使用额外的脉冲。
　　
　　光纤激光器还可以产生脉冲串，而这是灯泵浦Nd：YAG激光器所不能实现的。例如，光纤激光器可以通过编程，以较低的脉冲能量和更短的脉冲持续时间穿透热障涂层;而当激光脉冲穿透材料的过程，可以增加功率和脉冲持续时间;随后在钻出通孔前再次对其编程，以最小化对背板的冲击。光纤激光器的这些参数之所以能快速改变，均源于单发射体泵浦二极管的动态性能。
　　
　　在航空航天燃烧室钻孔试验中，采用环形切割成孔方法，光纤激光器的钻孔速度是Nd：YAG激光器的10倍以上。光纤激光器能够以更高的速度钻出更加高度一致的孔，这样制造商便可以利用环形切割成孔方法钻孔，而不再采用冲击钻孔。
　　
　　许多航空航天组件还需要切割更大的特征。使用光纤激光器，可以快速转换到CW运行模式，提供高达2kW的连续输出功率，能够实现高质量、高速切割，而这是利用脉冲Nd：YAG激光器所无法实现的。

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