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图说 光纤激光器多模和单模的区别

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 随着光纤激光器的功率不断攀升,光纤激光器在工业切割方面得以被规模化应用。由于它的高光束质量,光纤激光器可以获得非常小的聚焦直径和由此带来的小切缝宽度正在刷新各个领域的工艺标准。
        根据传输点模数的不同,光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源,多模光纤则采用发光二极管做光源。
        在切割应用中,聚焦光斑对切割出的质量有很大影响,单模激光器的纤芯比较细,光束质量优于多模,能量分布呈高斯分布,中间能量密度最高,三维图是一个尖圆的山峰状。
        多模激光器的纤芯相比粗一些,光束质量相比单模要差一些,能量分布相比单模光斑平均一些,三维图像一个倒扣的杯子,从边缘陡峭程度来看,多模的比单模的陡峭很多。

 

 

同功率的1.5KW单模和1.5KW的多模激光器对比

        1mm薄板切割速度单模比多模高20%,但从2mm开始,速度优势逐步下降,从3mm开始,无论是速度还是效果,高功率多模激光器的优势就非常明显的体现出来。
        所以单模的优势在薄板,多模的优势在厚板,单模和多模并没有相互比较的价值,都是光纤激光器的一项配置,就好比一辆车,轿车适合公路,越野适合山地,但是轿车也能跑山地,越野也能跑公路,所以光纤激光器到底选多模还是单模要看实际终端客户的加工需求。
        单模的纤芯一般较细,意味着同样功率的激光在其中传输,单模纤芯的光能量承载更大,对材料是一项考验。当切割高反材料时,高强度反射光和射出的激光叠加,如果光纤材料容忍度不足会非常容易“烧纤芯”,同时对纤芯材料寿命也是一项挑战。
        从功率级区分来看,1000W以内的激光器因为本身能量不高的原因,主要加工材料厚度偏向于薄板,因此1KW以内的激光器用单模配置比较符合市场实际情况。从整个加工行业来讲,加工质量的提升是一项刚性需求,1KW以上功率的激光器要薄厚兼顾,是不能妥协的,因此很多激光器厂商在高功率光纤激光器的配置上仍选用多模的配置。 
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