工业用激光器如何分类

激光设备 11 2026-01-09 04:23:11

在现代工业领域,激光器以其高精度、高效率等优势,成为了众多生产加工环节中不可或缺的关键设备。随着激光技术的不断发展,工业用激光器的种类日益繁多,令人眼花缭乱。今天,我们就来深入探讨一下工业用激光器如何分类。

工业用激光器大致分为4种。使用的激光媒质或构造、振荡波长、激发源等不同。激光媒质是一种包含可将激发光的能量转换为激光的原子的物质,激光的种类正是根据媒质进行分类。



01

固体激光(YVO4激光、侧面抽运方式)


固体激光一般为YAG激光和YVO4激光,激光媒质采用YAG、YVO4结晶。侧面抽运方式YVO4激光是以YVO4结晶为激光媒质的一种固体激光。YVO4是指钒酸钇结晶,与YAG同样添加有钕。采用从YVO4结晶端面单侧照射激发光的方式,以一对镜面构成揩振器,并在镜面间配置结晶和Q开关。可输出高品质的激光。




在金属加工领域,无论是对金属进行切割、焊接,还是打标,YVO4激光器都能大显身手。例如在电子制造中,对电路板进行精确切割和打孔。而且,固体激光器的稳定性较好,能够在长时间的工作中保持较为稳定的输出性能。

02

气体激光(CO2激光)


气体激光器采用气体作为工作物质,像氦氖(He - Ne)激光器、二氧化碳(CO₂)激光器等。CO₂激光器在工业中具有重要地位,其激光波长为 10.6μm 左右,对金属的吸收系数较低,所以一般更适用于非金属材料的加工。




例如在木材、塑料等材料的切割、雕刻方面表现出色。在家具制造行业,常利用 CO₂激光器在木板上雕刻出精美的图案。同时,它也可用于一些金属材料的焊接,在航空、电子仪表等领域的焊接应用中较为常见。气体激光器的光束质量通常较好,能输出稳定的激光束。


03

半导体激光器


半导体激光器以半导体材料作为工作物质,又被称为激光二极管。它具有体积小、重量轻、效率高、使用寿命长等诸多优点。

重叠材质不同的半导体结晶以构成活性层(发光层),从而产生光。让光在构成两端的一对镜面间往返从而放大,最终产生激光。



在工业中,半导体激光器常用于金属的表面处理,如熔覆、硬化以及 3D 打印等。例如在航空航天领域,对一些零部件进行表面强化处理时,半导体激光器就能够发挥很好的作用。其工作原理是利用半导体物质在能带间跃迁发光,通过简单的注入电流方式就可实现泵浦,并且能与集成电路很好地兼容。


04

光纤激光器


光纤激光使用光纤为媒质,构成一般是通过激光二极管(Seed LD)产生的称之为种子光源(Seed Light)的脉冲光,然后通过2个以上的光纤放大器进行放大。激发用LD配备多个单管发射器(发光层为1个)LD。

各LD为低功率输出,因此具有热负荷较小的优点,实现了长寿命。此外,该LD数量越多,越可实现高功率输出的激光。光纤激光振荡效率较高,与固体激光和气体激光相比,具有功率消耗较低的特点。



      放大用光纤(前置放大器、主要放大器)为3层构造,包括核心和2层金属包层。激发光进入内侧的金属包层(内层包覆)和添加Yb的核心内,使核心内部的原子变换为激发态。激光被封闭于核心内前进,再通过激发原子放大,在媒质内越前进,强度越强。与固体激光或气体激光不同,光朝一个方向前进,不会往返。



光纤激光器能高效切割金属、塑料等材料,实现精密焊接,广泛应用于汽车、船舶、航空航天等行业的零部件加工。在材料表面进行高精度标记和图案雕刻,应用于产品标识、艺术创作等。


转自:激光新商业
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