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光纖激光器原理圖（光纖激光器原理圖講解）

發(fā)布時間：2023-04-14 01:36:12 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 133

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本文目錄:

1、10W光纖激光打標(biāo)機的有什么特點？原理是什么？能打什么產(chǎn)品?
2、10W光纖激光打標(biāo)機的有什么特點？原理是什么？能打什么產(chǎn)品?
3、介紹一下光纖激光打標(biāo)機
4、DFB激光器的應(yīng)用原理

光纖激光器原理圖（光纖激光器原理圖講解）

一、10W光纖激光打標(biāo)機的有什么特點？原理是什么？能打什么產(chǎn)品?

10W光纖激光打標(biāo)機有主要兩種脈沖的和連續(xù)的，主要特點就是光束質(zhì)量好，故障率低。

原理是：光纖激光器（Fiber

Laser）是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。

主要打非金屬產(chǎn)品各種字符、圖案和LOGO，金屬上可以打，就是沒有深度因為功率低，如果想在金屬上打點深度就用20W的。

二、10W光纖激光打標(biāo)機的有什么特點？原理是什么？能打什么產(chǎn)品?

樓主，光纖打標(biāo)機他的心臟都是一樣的。打標(biāo)原理也是相同的。

特點：

光纖激光打標(biāo)機為當(dāng)今國際上最先進激光標(biāo)記設(shè)備，具有光束質(zhì)量好，體積小、速度快、工作壽命長、安裝靈活方便以及免維護等特點。光纖激光器，國際最新型，最可靠結(jié)構(gòu)，體積小巧，耗電量小，無高電壓無需龐大的水冷系統(tǒng)（僅需約300W），光束質(zhì)量高，接近理想光束，USB接口輸出控制，光學(xué)掃描振鏡，激光重復(fù)頻率高，高速無畸。

1、可對多種金屬、非金屬材料進行加工。尤其對高硬度、高熔點、脆性材料進行標(biāo)記更顯優(yōu)勢。

2、屬于非接觸加工、不損壞產(chǎn)品、無刀具磨損、標(biāo)記質(zhì)量好。

3、激光束細(xì)、加工材料消耗很小、加工熱影響區(qū)小。

4、加工效率高、采用計算機控制、易于實現(xiàn)自動化。

原理：

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開發(fā)出來：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。光纖激光打標(biāo)機是利用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字、條形碼等各類圖形。

應(yīng)用領(lǐng)域：

廣泛適用于集成電路芯片、電腦配件、工業(yè)軸承、鐘表、電子及通訊產(chǎn)品、航天航空器件、各種汽車零件、家電、五金工具、模具、電線電纜、食品包裝、首飾、煙草以及軍用事等眾多領(lǐng)域圖形和文字的標(biāo)記，以及大批量生產(chǎn)線作業(yè)。

三、介紹一下光纖激光打標(biāo)機

光纖激光標(biāo)刻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。方框a內(nèi)是光纖激光器，是激光標(biāo)注冊公司刻系統(tǒng)的核心，它采用多個小功率風(fēng)冷激光二極管作為泵浦源，通過多分枝耦合進單根激光光纖，以摻稀土元素（Nd，Yb或者Er）光纖作為激光介質(zhì)，以反射鏡，光纖光柵作為諧振腔，可脈沖和連續(xù)運轉(zhuǎn)。新型光纖激光器具有單模輸出，散熱特性好，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊等特點，特別適合高精度的激光標(biāo)刻工業(yè)。典型的10-100KHz高重復(fù)率工作，10W-20W平均功率輸出的光纖激光器進銷存成品的體積僅有22′25′10cm,而且沒有水冷系統(tǒng)，體積大為縮小。因為激光二極管是低電壓工作，光纖激光器的電光效率高達(dá)70％，驅(qū)動電源的大小與燈泵Nd-YAG激光器相比是微不足道的。光纖激光器應(yīng)用于激光設(shè)備的優(yōu)勢：光束質(zhì)量好，接近衍射極限。TEM00基橫模輸出，M2接近1，光束發(fā)散角為0.24mrad；脈沖重復(fù)頻率高，輸出功率穩(wěn)定，單脈沖能量波動小于1％，從而可實現(xiàn)高速激光標(biāo)刻，還可精確控制光斑的大小，深度，形狀；高效率，插頭效率高達(dá)20％，電光轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70％；環(huán)境適應(yīng)能力強，可在高震動，高濕度的環(huán)境下連續(xù)正常工作。無水冷裝置，體積小，效率高，可靠性高，長時間免維修，節(jié)約使用成本。

是激光二級光驅(qū)動電源。c光纖激光器控制器，用于控制光纖激光器的工作狀態(tài)，同時，打標(biāo)機的控制微機通過它控制激光輸出。d為振鏡系統(tǒng),是光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的重要部件，激光通過振鏡的運動，在需打標(biāo)的部件上走出特定的軌跡。e是f-q鏡，激光束通過它聚焦到工件表面。在振鏡系統(tǒng)工作流程中。振鏡系統(tǒng)內(nèi)部共有兩塊分別由高精度伺服電機驅(qū)動的反射鏡。伺服電機在微機的控制下分別轉(zhuǎn)動兩塊反射鏡的角度，激光束通過這兩塊反射鏡的反射，由f-q鏡聚焦到工件的不同位置上。在微機上通過專用的打標(biāo)控制軟件輸入需要標(biāo)刻的文字及圖樣，設(shè)定文字及圖樣的大小，總的標(biāo)刻面積，激光束的行走速度和需要重復(fù)的次數(shù)，振鏡就能在微機的控制下運動，操控激光束在工件上標(biāo)刻出設(shè)定的文字和圖樣。計算機專用打標(biāo)軟件能夠激光打標(biāo)識別采集通過數(shù)碼相機或掃描儀輸入，因特網(wǎng)上下載和電腦中制作的任何復(fù)雜的平面圖像圖形文字以及二維碼和條形碼，制作多種標(biāo)記，將其變換成數(shù)字信號，經(jīng)編程計算轉(zhuǎn)換成電流控制信號再輸入驅(qū)動器，形成相應(yīng)的控制信號并通過D/A卡控制高精度伺服電機運轉(zhuǎn)，從而分別控制對x方向及y方向上反射振鏡偏轉(zhuǎn)角度，使激光束聚焦光斑按照設(shè)定的圖案，文字軌跡運動，在工件表面刻蝕形成永久刻痕?？虅澗€寬可以達(dá)到20微米量級，且軟件具有自動圖象失真矯正功能，能夠?qū)崿F(xiàn)精密圖像的標(biāo)刻。

激光編碼主要用于包裝的生產(chǎn)日期、產(chǎn)品批號的打印，防偽是其首要功能，由于激光編碼機造價昂貴，只在大批量生產(chǎn)或其他印刷方法不能實現(xiàn)的場合使用，使它能在防偽包裝方面發(fā)揮作用。編碼封口技術(shù)是—種較好的容器防偽技術(shù)。產(chǎn)品封口加蓋后，在蓋與容器接縫處進行激光印字，使字形的上半部分印在蓋上，下半部分印在容器上。此技術(shù)的防偽作用在于：包裝容器不能復(fù)用。新蓋與舊容器相配，字跡很難對齊；激光器價格昂貴，且在生產(chǎn)線上編碼打字。一般制假者難以投巨資購買此設(shè)備；廠家可任意更換印模板，不同日期用不同模板，更換細(xì)節(jié)僅有少數(shù)人知曉，外人較難綠色。從防偽效果看；激光編碼折彎機技術(shù)不比激光全息圖像技術(shù)差。全息標(biāo)識是由印刷廠印刷，使用標(biāo)識的廠家不能確保該母版不從印刷環(huán)節(jié)外流或非法復(fù)制。激光編碼機價格貴，且必須在線使用，加上字形模板更換變型的隱秘性，使那些分散的中小型工廠難以制假。機器設(shè)備的售后維修服務(wù)是非常重要的，可是人們常常陷入一個錯誤的迷思，大家總是認(rèn)為國產(chǎn)機器因為是國內(nèi)生產(chǎn)，所以零件取得迅速便利，殊不知品質(zhì)優(yōu)良的進口機器設(shè)備是不易損壞的，因此也不會有常常維修的需要，反倒是品質(zhì)不良的機器因為常常損壞, 才需特別在意此點。在很短的時間內(nèi)用更快的速度生產(chǎn)更多的產(chǎn)品才能創(chuàng)造更高的利潤，所以速度的快慢往往是能否接到訂單及是否賺錢的關(guān)鍵，美國 Epilog 激光設(shè)備的速度最高達(dá) 304.8cm/秒，最低的速度也有 203.2cm/秒，比之市場上一般的產(chǎn)品只有 106cm/秒來說實有天壤之別。

激光標(biāo)記印刷是通過激光打標(biāo)機實現(xiàn)圖文印刷的，其基本原理是，由激光發(fā)生器生成高能量的連續(xù)激光光束，當(dāng)激光作用于承印材料時，處于基態(tài)的原子躍遷到較高能量狀態(tài)；處于較高能量狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會很快回到基態(tài)，當(dāng)原子返回基態(tài)時，會以光子或量子的形式釋放出額外的能量，并由光能轉(zhuǎn)換為熱能，使表面材料瞬間熔融，甚至氣化，從而形成圖文標(biāo)記。在產(chǎn)品質(zhì)量就是企業(yè)生命的今天，人們追求的并不是產(chǎn)量的多少，而是產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。因此，產(chǎn)品質(zhì)量的跟蹤和生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制就顯得尤為重要。其辦法之一是在構(gòu)成產(chǎn)品的零部件上作相應(yīng)的永久性的標(biāo)識來確認(rèn)此零部件的質(zhì)量，然后將此標(biāo)識輸入到質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)管理，便于數(shù)據(jù)分析、質(zhì)量改進。其二就是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序進行跟蹤責(zé)任到人，其辦法就是對產(chǎn)品的關(guān)鍵工序在產(chǎn)品上做出能夠控制產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)識。將此標(biāo)識數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)管理范圍對以后生產(chǎn)工藝改進和產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、提高都有其他方法不可替代的作用?，F(xiàn)在作標(biāo)識的方法很多，如用印刷不干膠貼在工件上，用標(biāo)號筆寫在工件上和使用專用的標(biāo)記設(shè)備等。在專用的標(biāo)記設(shè)備中又有：字模壓印、電化學(xué)腐蝕、電火花、氣動/電動標(biāo)記、激光標(biāo)記設(shè)備、噴砂、雕刻、油印等。在眾多的標(biāo)記方法中，它們各有優(yōu)缺點。為了滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要，北京恒博山科技發(fā)展有限責(zé)任公司的科技人員研制出了一系列工業(yè)標(biāo)記設(shè)備。電化學(xué)打標(biāo)機、氣動/電動打標(biāo)機就、激光打標(biāo)機等是眾多工業(yè)標(biāo)記設(shè)備之一。該系列設(shè)備采用如：計算機控制技術(shù)、電子技術(shù)、空氣動力技術(shù)、流體力技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)和激光技術(shù)等高新技術(shù)，將他們進行整合，形成一種功能完整、質(zhì)量穩(wěn)定、應(yīng)用面較廣的標(biāo)記設(shè)備。

四、DFB激光器的應(yīng)用原理

一、光纖通訊

通訊是DFB的主要應(yīng)用，如1310nm，1550nm DFB激光器的應(yīng)用，這里主要介紹非通訊波段DFB激光器的應(yīng)用。

二、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（TDLAS）

a) 過程控制 (HCl, O2 …)

b) 火災(zāi)預(yù)警 (CO/CO2 ratio)

c) 成分檢測 (moisture in natural gas)

d) 醫(yī)療應(yīng)用 (blood sugar, breath gas, helicobacter)

e) 大氣測量 (isotope composition of H2O, O2, CO)

f) 泄漏檢查 (Methane)

g) 安全 (H2S, HF)

h) 環(huán)境測量 (Ozone, Methane)

i) 科研 (Mars and space missions)

j) …

三、原子光譜學(xué)應(yīng)用

k) 原子鐘 (GALILEO, chip scale atomic clock)

l) 磁力計 (SERF)

m) ...

四、新興市場

a) 精密測量 (Ellipsometry, 3D vision)

b) 夜視儀

c) 同位素監(jiān)測 (distinction of 235UHF / 238UHF)

d) …

下表是DFB一些主要波長在激光氣體分析、原子鐘應(yīng)用、Nd：YAG激光器種子源等領(lǐng)域上的應(yīng)用： DFB中心波長主要應(yīng)用 DFB中心波長主要應(yīng)用 760/761/763nm 氧氣（O2）分析 1590nm 硫化氫（H2S）氣體分析 852nm CsD2銫原子鐘 1580/2330nm 一氧化碳（CO）氣體分析 894nm CsD1銫原子鐘 1579nm 一碳二碳（CO/CO2）同時分析 1392/1877/2740nm 水分子（H2O）分析 1654nm 甲烷（CH4）氣體分析 1064nm Nd:YAG激光器種子源 1742nm 氯化氫（HCl）氣體分析 1178nm 大功率光纖激光器種子源 1800nm/2650nm 一氧化氮（NO）氣體分析 1273nm 氟化氫（HF）氣體分析 2004nm/2680nm 二氧化碳（CO2）氣體分析 1341nm 溴化氫（HBr）氣體分析 2257nm 氧化二氮（N2O）氣體分析 1512nm 氨氣（NH3）氣體分析 3370nm 丙烷（C3H8）氣體分析 1540nm 氰化氫（HCN）氣體分析 ....... ...... 下圖是Harvard所研究的Hitran數(shù)據(jù)庫在750-3500nm之間的光譜吸收圖，可以作為大部分氣體分析的數(shù)據(jù)參考：

光纖激光器原理圖（光纖激光器原理圖講解）