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世紀科學技術發(fā)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(yè)的發(fā)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(yè)，并促使傳統工業(yè)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(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。它實現了激光的柔性傳輸，將激光精準地導入到待處理區(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

  根據應用不同，連接器類型選擇不同，工業(yè)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(fā)了系列傳能光纖組件?；疽?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的光纖連接器。長飛公司作為技術領先的特種光纖研發(fā)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(fā)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(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(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℃。可見，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(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(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