長飛公司—激光器用光纖與器件解決方案—中高功率傳能光纖組件

   一、行業背景

  作為20世紀科學技術發展的重要標志和現代信息社會光電子技術的支柱之一，激光技術和激光產業的發展受到了全世界的廣泛重視。其中，作為激光技術的重要應用，激光加工已全面深入傳統工業，并促使傳統工業制造技術不斷更新升級。如今，激光加工已具備對各種材料進行切割、焊接、打孔、刻劃、清洗及熔覆等處理的能力，并具備傳統工藝所沒有的處理精度佳、處理效率高及質量優異等特點。

  作為激光器與待加工材料的紐帶，傳能光纖組件在激光加工過程中必不可少。它實現了激光的柔性傳輸，將激光精準地導入到待處理區域，是精密加工的重要一環。

  二、長飛公司傳能光纖組件規格

  根據應用不同，連接器類型選擇不同，工業應用主要為HP-SMA與YLD80光纖連接器兩大類(如圖1所示)，各類中又根據傳輸功率的不同有帶水冷及不帶水冷兩種類型，并且為了進一步提高散熱等功能，YLD80光纖連接器還分為帶藍寶石與不帶藍寶石兩種。

  圖1傳能光纖組件產品(左邊YLD80，右邊HP-SMA)

  長飛光纖光纜股份有限公司(以下簡稱長飛公司)基于市場應用，開發了系列傳能光纖組件?；疽幐裥吞柸绫?。

  三、長飛公司傳能光纖組件特點

  1)完善的傳能光纖組件方案

  傳能光纖組件的主要部件是其中的傳能光纖及相應的光纖連接器。長飛公司作為技術領先的特種光纖研發及生產廠商，可以針對不同應用及所需傳輸激光的特點，選擇或研發適用的光纖并選配相應的光纖連接器。表2就半導體激光器應用，給出了最高激光傳輸功率的建議供客戶作為選擇依據。在光纖激光器的激光傳輸中，相同芯徑的光纖在QBH連接器的配合使用下，所傳輸的最高激光功率可以更高。

  2)高激光傳輸效率及溫度穩定性

  傳能光纖組件在高功率條件下的功率傳輸和溫度穩定性是應用關注的重點，實驗選取纖芯600μm的光纖，配藍寶石YLD80光纖連接器做成組件，1064nm激光初始入射功率550W，并就下述條件對傳能光纖組件進行8小時不間斷脈沖激光傳輸測試，測試結果如圖2所示。

  圖2激光傳能測試的結果(峰值功率：6kw，脈寬：6.2ms，重復頻率：15Hz)

  8小時內組件的平均輸出功率為500.0±5.7W，傳輸不穩定度小于1.5%，激光傳輸效率92%以上。在傳輸穩定一段時間后，組件連接器的溫度穩定在41℃?？梢?，長飛公司開發的這款傳能光纖組件激光傳輸性能優異，使用穩定可靠。

  3)激光加工處理效果優異

  以激光焊接為例，該驗證使用IPG激光器，某組參數下整機測試時，長飛公司和國外某友商光纖類結構200μm纖芯傳能光纖組件的整機測試時，單脈沖能量幾乎一致。表3是激光焊接實際驗證中，兩種光纖焊接指標對比。

  表3長飛光纖與國外某友商光纖激光焊接性能對比

  長飛公司和國外某友商公司類結構200μm纖芯傳能光纖組件在焊斑形狀及焊斑半徑兩個指標上相近，在熔深指標上，長飛光纖略低于國外某友商光纖，但因這種差異較小，在實際使用中影響甚微。

  除了常規的單芯傳能光纖組件，長飛公司還開發了多芯集束傳能光纖組件(圖3)。該多芯集束傳能光纖組件采用特制插芯制成，同時改進的技術工藝還可以防止集束高功率產生的高溫負面影響。根據客戶的實際使用需要，我們還能提供矩形或正方形等集束產品。長飛公司將堅持“客戶、責任、創新、共贏”的價值觀，為激光傳能市場提供高效的解決方案。

  圖3多芯集束傳能光纖組件集束端面