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光纤激光器单模与多模可以随时切换吗?

光纤激光器单模与多模可以随时切换吗?

分类:
行业资讯
作者:
新华鹏激光
2021-08-11

根据新华鹏激光多年来的对电池电芯激光焊接设备售后的反映信息来看,很多客户常咨询到激光焊接机单多模切换的问题,他们使用的光纤激光器是否能直接切换到多模模式,想试试另一种模式来焊接其它产品。
其实答案很明显,光纤激光器在使用中是不能让单模与多模随时切换的,也说明了用户还没有对光纤激光器了解,可以说单模与多模是两种不同的激光器,用户使用哪种模式的激光器,就需要专业的激光设备公司为你更科学的配置,那么单模与多模有什么区别呢,它们到底是什么意思。
光纤激光器的模块组成分为单模和多模两种,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。
新华鹏电芯激光焊接实验室
一、纤芯直径不同
1、多模:多模光纤的纤芯直径多为是50μm/62.5μm。
2、单模:单模光纤的纤芯直径多为是9μm。
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。
二、光源不同
1、多模:采用LED(发光二极管)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为光源,因为LED光源能产生许多 模式的光(光较分散)。
2、单模:采用激光器或激光二极管作为光源,因为激光光源能产生单一模式的光,具备高亮度、高功率 等优势。
三、色散不同
1、多模:多模光纤的折射率分为渐变和阶跃两种类型。
2、单模:单模光纤的纤芯多为为单一材质,古折射率。
五、成本不同
1、单模光纤传输频带宽、传输距离长,但因其需要激光源,成本较高。
2、多模光纤传输速度低、距离短,但其成本比较低。
六、传输模式数量不同
1、模光纤芯径和色散小,仅允许一种模式传输。
2、多模光纤芯径和色散大,允许上百种模式传输。
七、波长不同
多模光模块的工作波长一般是850nm,单模光模块的工作波长一般是1310nm、1550nm。
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。
那么单模和多模,我们该如何选择呢?
光纤激光器单模与多模可以随时切换吗?
【↑↑↑↑电芯焊接常使用的单模激光焊接设备↑↑↑↑】
从功率级区分来看,3000W以下的激光器采用单模模式,注要偏向材料较薄的工件进行焊接或切割,而 大功率的激光器,往往采用的则是多模,单模能量较为集中,而多模能量分布较发均衡,所以两种模式是针对不用需求而定的,并没有哪种模式好坏之分。同时,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,同时当切割高反材料时,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!
因此很多激光器厂商在高功率光纤激光器(5000W以上)的配置上仍选用多模的配置。
从目前很多电芯厂焊接产品的情况来看,使用的激光器功率大体是在3000W以下,使用单模激光器,可以说是一种不错的选择,当然用户的工艺需求,也有些需要采用多模的模式来完成焊接,两种模式是无法比较的,一切按需分配,也不存谁质量好坏的问题。
【最后】
单与多模是分别独立于各自光纤激光器上的,直到目前为止,国际市场上还不存在可以在同一激光器上随时切换模式的的功能,但我们不能否决它以后能实现,但至少还需要世界科学家去努力创新吧。

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