Os lasers de fibra, como uma direção dominante no desenvolvimento da tecnologia laser, ostentam excelente desempenho, alta eficiência de conversão eletro-óptica, boa qualidade do feixe e desempenho estável.Foram amplamente utilizados no processamento industrialImpulsionado pela forte demanda do mercado por processamento a laser, a potência dos lasers de fibra de 10 kilovatios de nível industrial tem continuamente ultrapassado os limites superiores,alcançar uma potência de 120 kW em 2017No entanto, devido a gargalos na gestão térmica a laser, efeitos não-lineares e tecnologia de medição a laser de ultra-alta potência,não houve nenhum novo avanço na potência de saída de lasers de fibra de ultra-alta potência.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, a construção de uma plataforma óptica de alto desempenho e a realização de uma saída de laser de alta qualidade de feixe de 150 kW de lasers de fibra de ultra-alta potência.Os investigadores da BWT construíram uma plataforma de medição de ultra-alta potência baseada no princípio da pressão ópticaCertificada pelo Instituto Nacional de Metrologia da China, esta plataforma pode alcançar uma medição a laser de potência total de 150 kW.
O laser de fibra de ultra-alta potência BWT de 150 kW de nível industrial adota a tecnologia de combinação de feixes de ultra-alta potência,utilizando um combinador de sinais N × 1 para sintetizar a potência de múltiplas plataformas ópticas de 6 kW altamente integradas com base na tecnologia de integração de chipsCombinado com a tecnologia de monitorização inteligente a laser de fusão multi-informação, obtém uma saída de laser estável e apresenta uma relação potência/volume líder no sector (36,76 kW/m3).As suas dimensões externas são de 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmComo mostrado na Figura 1, cada plataforma óptica integra grades Raman de alta potência feitas por si mesmas, que suprimem eficientemente a dispersão Raman estimulada do espectro laser.Após síntese de potência total, pode atingir uma relação sinal/ruído Raman de 36,5 dB@150 kW, tal como mostrado na imagem à esquerda da Figura 2.O combinador de sinal de alta potência é fabricado utilizando tecnologias de conificação adiabática e fusão sem perdasA eficiência combinada de feixe do combinador de sinal é de 97,1%.A tecnologia de refrigeração por água integrada resolve o problema de aquecimento do módulo ópticoA cabeça de saída de alta potência utiliza uma fibra de saída de diâmetro de núcleo de 200 μm, com 20 m de comprimento,e emprega compressão de ângulo de divergência do feixe e tecnologias de filtragem de modo de ordem superior para alcançar alta potênciaA qualidade do feixe de toda a máquina foi testada e o fator de qualidade M2=24,42 (produto do parâmetro do feixe BPP de 8,4 mm·mrad).Os resultados dos ensaios e as imagens pontuais são apresentados na imagem direita da figura 2..
Para obter uma medição precisa do laser de 150 kW, foi construído um sistema de medição de pressão óptica de ultra-alta potência.um medidor de potência óptico de pressão, e um sistema de recolha a laser de alta potência.O laser colimado é emitido a partir da janela de saída após três reflexos no medidor de potência e coletado por um sistema de coleta de laser de ultra-alta potência próprio, conforme mostrado na Figura 3. Sob condições de saída de 100%, a potência medida do laser é de 150,34 kW, conforme mostrado na Figura 4.Foi realizado um experimento de verificação comparativa com seis pontos de potência entre o medidor de potência calorimétrico de 120 kW (Ophir 120K-W) e o medidor de potência de pressão óptica.Os resultados mostraram que o desvio de potência entre os dois métodos de medição manteve-se relativamente consistente em todos os segmentos de potência, com o desvio relativo máximo ≤ 1,5%,comprovar a precisão e a fiabilidade do sistema de ensaio.
Em resumo, este laser de fibra pode atingir uma potência média de 150 kW com uma relação sinal-ruído Raman de 36,5 dB e um fator de qualidade do feixe de M2 = 24.42Possui alta potência, alto brilho e alta estabilidade, satisfazendo as demandas de processamento de chapas ultra espessas e injetando nova vitalidade no desenvolvimento da indústria manufatureira.
Fig.1 Projeto esquemático de um laser de fibra industrial de ultra-alta potência de 150 kW
Fig.2 Espectro óptico de laser de fibra de alta potência de 150 kW (esquerda) e ensaio de qualidade do feixe (b)
Fig.3 Diagrama esquemático do sistema de medição a laser de ultra-alta potência baseado no princípio da pressão luminosa
Fig.4 Comparação da potência medida entre sistemas de medição a laser baseados no princípio da pressão luminosa
Os lasers de fibra, como uma direção dominante no desenvolvimento da tecnologia laser, ostentam excelente desempenho, alta eficiência de conversão eletro-óptica, boa qualidade do feixe e desempenho estável.Foram amplamente utilizados no processamento industrialImpulsionado pela forte demanda do mercado por processamento a laser, a potência dos lasers de fibra de 10 kilovatios de nível industrial tem continuamente ultrapassado os limites superiores,alcançar uma potência de 120 kW em 2017No entanto, devido a gargalos na gestão térmica a laser, efeitos não-lineares e tecnologia de medição a laser de ultra-alta potência,não houve nenhum novo avanço na potência de saída de lasers de fibra de ultra-alta potência.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasers, a construção de uma plataforma óptica de alto desempenho e a realização de uma saída de laser de alta qualidade de feixe de 150 kW de lasers de fibra de ultra-alta potência.Os investigadores da BWT construíram uma plataforma de medição de ultra-alta potência baseada no princípio da pressão ópticaCertificada pelo Instituto Nacional de Metrologia da China, esta plataforma pode alcançar uma medição a laser de potência total de 150 kW.
O laser de fibra de ultra-alta potência BWT de 150 kW de nível industrial adota a tecnologia de combinação de feixes de ultra-alta potência,utilizando um combinador de sinais N × 1 para sintetizar a potência de múltiplas plataformas ópticas de 6 kW altamente integradas com base na tecnologia de integração de chipsCombinado com a tecnologia de monitorização inteligente a laser de fusão multi-informação, obtém uma saída de laser estável e apresenta uma relação potência/volume líder no sector (36,76 kW/m3).As suas dimensões externas são de 1800 mm × 1300 mm × 1745 mmComo mostrado na Figura 1, cada plataforma óptica integra grades Raman de alta potência feitas por si mesmas, que suprimem eficientemente a dispersão Raman estimulada do espectro laser.Após síntese de potência total, pode atingir uma relação sinal/ruído Raman de 36,5 dB@150 kW, tal como mostrado na imagem à esquerda da Figura 2.O combinador de sinal de alta potência é fabricado utilizando tecnologias de conificação adiabática e fusão sem perdasA eficiência combinada de feixe do combinador de sinal é de 97,1%.A tecnologia de refrigeração por água integrada resolve o problema de aquecimento do módulo ópticoA cabeça de saída de alta potência utiliza uma fibra de saída de diâmetro de núcleo de 200 μm, com 20 m de comprimento,e emprega compressão de ângulo de divergência do feixe e tecnologias de filtragem de modo de ordem superior para alcançar alta potênciaA qualidade do feixe de toda a máquina foi testada e o fator de qualidade M2=24,42 (produto do parâmetro do feixe BPP de 8,4 mm·mrad).Os resultados dos ensaios e as imagens pontuais são apresentados na imagem direita da figura 2..
Para obter uma medição precisa do laser de 150 kW, foi construído um sistema de medição de pressão óptica de ultra-alta potência.um medidor de potência óptico de pressão, e um sistema de recolha a laser de alta potência.O laser colimado é emitido a partir da janela de saída após três reflexos no medidor de potência e coletado por um sistema de coleta de laser de ultra-alta potência próprio, conforme mostrado na Figura 3. Sob condições de saída de 100%, a potência medida do laser é de 150,34 kW, conforme mostrado na Figura 4.Foi realizado um experimento de verificação comparativa com seis pontos de potência entre o medidor de potência calorimétrico de 120 kW (Ophir 120K-W) e o medidor de potência de pressão óptica.Os resultados mostraram que o desvio de potência entre os dois métodos de medição manteve-se relativamente consistente em todos os segmentos de potência, com o desvio relativo máximo ≤ 1,5%,comprovar a precisão e a fiabilidade do sistema de ensaio.
Em resumo, este laser de fibra pode atingir uma potência média de 150 kW com uma relação sinal-ruído Raman de 36,5 dB e um fator de qualidade do feixe de M2 = 24.42Possui alta potência, alto brilho e alta estabilidade, satisfazendo as demandas de processamento de chapas ultra espessas e injetando nova vitalidade no desenvolvimento da indústria manufatureira.
Fig.1 Projeto esquemático de um laser de fibra industrial de ultra-alta potência de 150 kW
Fig.2 Espectro óptico de laser de fibra de alta potência de 150 kW (esquerda) e ensaio de qualidade do feixe (b)
Fig.3 Diagrama esquemático do sistema de medição a laser de ultra-alta potência baseado no princípio da pressão luminosa
Fig.4 Comparação da potência medida entre sistemas de medição a laser baseados no princípio da pressão luminosa
