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(yè)背景

  作為20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志和現(xiàn)代信息社會光電子技術(shù)的支柱之一，激光技術(shù)和激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到了全世界的廣泛重視。其中，作為激光技術(shù)的重要應(yīng)用，激光加工已全面深入傳統(tǒng)工業(yè)，并促使傳統(tǒng)工業(yè)制造技術(shù)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(tǒng)工藝所沒有的處理精度佳、處理效率高及質(zhì)量優(yōu)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(xiàn)了激光的柔性傳輸，將激光精準(zhǔn)地導(dǎo)入到待處理區(qū)域，是精密加工的重要一環(huán)。

  二、長飛公司傳能光纖組件規(guī)格

  根據(jù)應(yīng)用不同，連接器類型選擇不同，工業(yè)應(yīng)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(jù)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(chǎn)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(yīng)用，開發(fā)了系列傳能光纖組件。基本規(guī)格型號如表1。

  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(yīng)的光纖連接器。長飛公司作為技術(shù)領(lǐng)先的特種光纖研發(fā)及生產(chǎn)廠商，可以針對不同應(yīng)用及所需傳輸激光的特點，選擇或研發(fā)適用的光纖并選配相應(yīng)的光纖連接器。表2就半導(dǎo)體激光器應(yīng)用，給出了最高激光傳輸功率的建議供客戶作為選擇依據(jù)。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?shù)淖罡呒す夤β士梢愿摺?

  2)高激光傳輸效率及溫度穩(wěn)定性

  傳能光纖組件在高功率條件下的功率傳輸和溫度穩(wěn)定性是應(yīng)用關(guān)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(jié)果如圖2所示。

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

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

  3)激光加工處理效果優(yōu)異

  以激光焊接為例，該驗證使用IPG激光器，某組參數(shù)下整機測試時，長飛公司和國外某友商光纖類結(jié)構(gòu)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(biāo)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(jié)構(gòu)200μm纖芯傳能光纖組件在焊斑形狀及焊斑半徑兩個指標(biāo)上相近，在熔深指標(biāo)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(guī)的單芯傳能光纖組件，長飛公司還開發(fā)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(shù)工藝還可以防止集束高功率產(chǎn)生的高溫負(fù)面影響。根據(jù)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(chǎn)品。長飛公司將堅持“客戶、責(zé)任、創(chuàng)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