光纖激光器切割工藝中的應用

單模光纖激光切割工藝

與使用單束圓形激光束的傳統激光切割相比，新的切割工藝采用了復雜的激光光束形狀。利用大功率單模光纖激光器獨 特的聚焦特性，產生復雜的光束形狀，并使之有可能從整體激光能量中分出一部分，以便創建一個“匙孔”，用于激光焊接或激光切割應用中。其余的能量將分配到 熔體；在此之前，主光束用來創建一個適當的高蒸汽壓力分布在熔融材料表面。這使得它可以將局部壓力施加在切口流出的熔體上，這遠遠超過了在激光切割中常用 的同軸氣體噴射的壓力。結果是，切口非常狹窄。新工藝極具潛力，在較大的切割速度范圍內不會產生毛邊，而且在狹窄的輪廓切割中也能進行高速切削，產生高質 量的切口。

幾種切割方式

而且，通過正確地定制激光光束形狀（添加“蓋”形的光束形狀），即使沒有使用切割輔助氣體，熔融流體也會沿著入射激光束相反的方向流出切口。因此一個單通道遠程切割技術被開發出來，這種技術具有明確的應用前景，比先進的遠程激光切割能更有效地從切口處去除熔融物。

光束整形

這種激光切割技術的核心是光束整形，可以通過不同方式實現，例如：設計一個配有單模光纖激光器的系統。通過光束組合結構——而不是把所有的單模傳輸光束匯入一條大的傳輸光纖中，就能將這些光束傳輸到切割頭，正如用于大功率多模光纖激光器配置。

應用一個單模光纖激光源。采用一種先進的光學系統與一個特別設計的人工全息圖（也稱為衍射光學元器件），將輸入激光束轉換為輻射模式，以便優化給定的激光切割工藝。由于光束模式是非對稱的，衍射光學元器件必須根據實際切割方向轉動。