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光纤激光器技术发展趋势分析

光纤激光器具有诸多好处，例如长寿命、低复杂度、降低运行成本以及维

护要求低。如今，可以在繁多的基于光纤的产品中，找到功率量级与过去采用

二氧化碳激光器的应用需求相匹配的光纤激光器。

　　光纤激光器最早于 1961 年归功于 Elias Snitzer，并于 1962 年由美国通

用电气公司(GE)和美国国际商用机器公司(IBM)的两个小组，首次演示验证了

从半导体二极管发射相干光(首台二极管激光器)。从此以后，光纤激光器技术

的功率量级得以极大提高，达到了成熟的、“历史性的”二氧化碳激光器技术的

水平。正是在这 50 千瓦平均功率的量级上，技术方面的差异引出最清晰的焦

点：一个 50 千瓦的二氧化碳激光器占据了一间小房子的空间，而一个 50 千瓦

光纤激光器仅占用接近一个大的冷冻柜空间。

　　光纤激光器的其他各项好处，例如使用方便、结构组成简单、接近零维护、

转换效率高以及运行成本低等，已被广泛接受。因为一些用户会更喜欢与熟悉

的产品和技术，因为一些用户宁可一直采用已熟悉的产品和技术，以及保持与

激光器供应商之间已建立关系，目前采用的二氧化碳技术始终难以被取代。

　　光纤激光器结构

　　光纤激光器包括一系列物理性拼接在一起的光纤构件，使激光束不离开光

纤组成的光缆，直至激光束从聚焦于工件的光纤显现。当这种工程方法与使用

单发射泵二极管相结合时，其结果是可获得最强大和持续时间最长的激光工具。

单发射泵二极管的平均故障间隔时间(MTBF)寿命达到 30 万小时。虽然这是以

可靠的统计数据为基础，但这些数值实在太高，有些激光器用户难以置信。或

许，给予这些典型电信寿命时间数值的可信度缺乏，至少部分地是因为与采用

二极管条或者二极管堆栈作泵有关的寿命时间问题。就在光纤激光器问世之前，

许多以二极管条、特别是二极管堆栈作泵的固态(DPSS)激光器，其可靠性声誉

相当差。

　　光纤激光器技术面临着许多挑战：对背向反射的敏感性；随着时间推移，

神秘光子暗化效应或者光纤退化；以及最近认知的，切割厚度大于 15 毫米的

材料时，各种红外(IR)固态激光器(盘和光纤两者)，与二氧化碳激光器之间的差

异。虽然对于解决这些问题的完整解释超出了本文的范畴，但所有这些问题现

在已经得到解决。

　　低功率光纤激光器的发展

　　由于在谱系高低功耗两端的大批量销售，已经实现了垂直整合所取得的规

模经济。在低功率的档次上，低功率光纤激光器的销量已使闪光灯泵激光打标

机的销量黯然失色。已经售出了数以万计的这种低功率装置，几乎每一个标识

系统制造商在其产品阵容都有一个基于光纤激光器的打标机。

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