“高(gāo)斯”
衆所周知,光纖激光器所激發光束的(de)能量分布近似于“高(gāo)斯分布”,所以也被成為(wèi)“高(gāo)斯”。
高(gāo)斯光束的(de)能量分布
理(lǐ)論解釋
我們簡單看一(yī)下光纖激光器的(de)原理(lǐ)和(hé)構造,它是由泵浦源、多模耦合器 (合束器)、光纖光栅、有源光纖、光束校準輸出模塊以及無源光纖(能量輸出光纖)等組成。當激光器內(nèi)部隻有一(yī)個泵浦模塊時,就稱之為(wèi)單模激光器,而多個泵浦模塊組合在一(yī)起,通過合束器讓多束泵浦光進入有源光纖中,這樣可(kě)以得到更高(gāo)功率的(de)光束,這種多模塊組合的(de)激光器就是多模激光器。因而,主流的(de)光纖激光器産品中,單模激光器大都為(wèi)中小功率,而高(gāo)功率産品則多是多模激光器。
光纖激光器構造
區别
通過光纖激光器的(de)構造,我們比較容易理(lǐ)解多模和(hé)單模的(de)區别:單模的(de)纖芯比較細,發出的(de)是典型的(de)高(gāo)斯光束,能量非常集中,類似陡峭的(de)山峰,光束質量也要優于多模;多模相當于是多束高(gāo)斯光束的(de)組合,所以能量分布近似一(yī)個倒扣的(de)杯子(zǐ),比較平均,當然光束質量較單模也要差一(yī)些。
1500W單模(上)和(hé)1500多模(下)對比
應用
基于這些特性,單模和(hé)多模的(de)應用方向也有所不同,比如(rú),在1mm及以下不鏽鋼/碳鋼薄闆的(de)切割中,單模的(de)加工效率明顯優于多模(單模快15%~20%),且切割質量相近;而在2mm及以上的(de)厚闆切割中,無論是質量還是效率,高(gāo)功率的(de)多模激光器都表現更好。同樣在焊接領域,熱傳導焊中,單模激光器可(kě)以得到更加均勻平滑的(de)焊縫,所以一(yī)些薄材的(de)焊接都采用單模激光器,比如(rú)軟包動力電池成組時極耳的(de)疊焊;而在深熔焊中,多模激光器能得到深寬比更優的(de)焊縫,例如(rú)方形動力電池組Bus-Bar的(de)焊接。
單模的(de)熱傳導焊
多模深熔焊
總結
激光器的(de)單模和(hé)多模特性是選擇光纖激光器的(de)一(yī)個重要依據,了解激光器的(de)這些區别之後,今後的(de)采購,生産加工和(hé)工藝試驗等活動中,就可(kě)以根據這些區别合理(lǐ)的(de)選擇不同芯徑,單/多模及功率大小的(de)光纖激光器。