高淳光谷激光提供的光纖激光打標(biāo)機(jī)在市場(chǎng)中的激光加工優(yōu)點(diǎn)158-5250-0996

激光打標(biāo)是目前工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)記的最先進(jìn)技術(shù)。激光打標(biāo)時(shí)與工件不接觸，對(duì)工件表面不產(chǎn)生任何機(jī)械形變，高速打標(biāo)可在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)打標(biāo)。具有打標(biāo)精度高，加工速度快等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可在平面、弧面及飛行物上打印各種文字、符號(hào)、圖案、序列號(hào)、條形碼及二維碼，特別適用于硬、脆、軟產(chǎn)品。已廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、汽車工業(yè)、醫(yī)療產(chǎn)品、五金工具、家用電器、日常用品、標(biāo)簽技術(shù)、航空工業(yè)、證件卡片、珠寶加工、儀器儀表以及廣告標(biāo)牌等。典型應(yīng)用包括各類金屬和非金屬材料及產(chǎn)品表面的打標(biāo)，如不銹鋼、鋁合金、有機(jī)玻璃、陶瓷、塑料、合成材料、木材、橡膠皮革、紙品、電容、電感、印制電路板、集成電路、電器接插卡、各類儀表和控制面板、鈕扣、化妝品包裝、食品包裝、文具、工藝品、香煙、雷管、軸承、齒輪、活塞環(huán)等。

光纖激光相干合成發(fā)展現(xiàn)狀

　　光纖激光器的出現(xiàn)使得相干合成技術(shù)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其原因除了光纖激光器本身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)、緊湊的結(jié)構(gòu)特別適合于相干合成和百千瓦戰(zhàn)術(shù)使用的需求外，光纖通信商業(yè)推廣過程中配套產(chǎn)生的幾種器件(即光纖熔錐耦合器、多芯光纖、帶尾纖的相位調(diào)制器與聲光移頻器等)起到了至關(guān)重要的作用。光纖熔錐耦合器、多芯光纖使得基于激光能量注入耦合和倏逝波耦合的被動(dòng)相位控制十分便利，帶尾纖的相位調(diào)制器與聲光移頻器使得主動(dòng)相位控制能夠具備兆赫茲量級(jí)的控制帶寬，可以用于控制大功率條件下的相位起伏，實(shí)現(xiàn)鎖相輸出。

　　研究人員在探索和實(shí)踐中不斷推陳出新，提出了不同機(jī)理、不同類型的相干合成實(shí)現(xiàn)方式并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，相干合成技術(shù)以前所未有的速度取得了一系列突破性進(jìn)展。2003年，美國NorthropGrumman公司和麻省理工學(xué)院的J.Anderegg等實(shí)現(xiàn)了4路瓦量級(jí)和2路十瓦量級(jí)光纖激光相干合成。2004年，HRL實(shí)驗(yàn)室的H.Bruesselbach等實(shí)現(xiàn)了7路瓦量級(jí)光纖激光相干合成。2006年，NorthropGrumman公司和美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室的J.Anderegg等實(shí)現(xiàn)了4路百瓦量級(jí)和9路十瓦量級(jí)光纖激光相干合成。2006年，NorthropGrumman公司的G.D.Goodno等以光纖激光作為種子源，利用LiNbO3相位調(diào)制器進(jìn)行主動(dòng)相位控制實(shí)現(xiàn)了2路萬瓦級(jí)板條放大器的相干合成，輸出功率為19kW。2008年通過技術(shù)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了2路萬瓦級(jí)板條放大器相干合成，輸出功率達(dá)到30kW。2009年3月，NorthropGrumman公司的J.Marmo等以光纖激光作為種子源，利用LiNbO3相位調(diào)制器進(jìn)行主動(dòng)相位控制實(shí)現(xiàn)了4路和7路萬瓦級(jí)板條放大器的相干合成，輸出功率為63kW和105.5kW。

　　研究人員花費(fèi)6年左右的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了從瓦量級(jí)到十萬瓦量級(jí)質(zhì)的飛躍，這在相干合成乃至高能激光發(fā)展史上都具有里程碑式的重要意義。與此同時(shí)，國內(nèi)外研究人員也在不斷地歸納總結(jié)這些相干合成實(shí)現(xiàn)方式，形成了大量綜述性文章和報(bào)道，為后續(xù)人員的研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

值得注意的是，盡管光纖激光相干合成的技術(shù)方案很多，但目前獲得百瓦級(jí)以上高功率輸出的大都由主動(dòng)相位控制多路MOPA結(jié)構(gòu)光纖放大器相干合成的方案實(shí)現(xiàn)。NorthropGrumman公司J.Anderegg等對(duì)4路百瓦級(jí)光纖放大器進(jìn)行相干合成獲得了470W的總功率輸出；美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室T.M.Shay等對(duì)5路百瓦級(jí)光纖放大器進(jìn)行相干合成獲得了725W的總功率輸出。截至目前，僅用光纖激光作為單元模塊進(jìn)行相干合成獲得的總輸出功率依然沒有突破千瓦級(jí)，其根本原因在于：研究人員普遍認(rèn)為主動(dòng)相位控制相干合成要求各路單元光束單頻、線偏振輸出，而受限于SBS等因素的影響，單頻摻鐿光纖放大器的輸出功率多年來一直未突破500W，摻銩單頻光纖激光。因此，根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平及單頻單模激光的功率極限，如僅以單頻線偏振光纖放大器作為組成模塊構(gòu)建百千瓦級(jí)高能激光系統(tǒng)，需要對(duì)多路激光進(jìn)行合成，無疑大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了對(duì)控制系統(tǒng)的技術(shù)需求。為實(shí)現(xiàn)用光纖激光作為單元模塊進(jìn)行相干合成獲得百千瓦級(jí)高能激光輸出的目標(biāo)，近兩年來，研究人員將工作重點(diǎn)放在提升單鏈可相干合成的光纖激光模塊和相干合成控制系統(tǒng)性能上。

　　在單元模塊方面，英國QinetiQ公司D.C.Jones等通過利用高速相位調(diào)制器對(duì)一束單頻光纖激光進(jìn)行相位調(diào)制將激光線寬展寬至2GHz，從而有效抑制后端高功率放大鏈路中的非線性效應(yīng)，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)了4路百瓦級(jí)光纖放大器相干合成。無獨(dú)有偶，NorthropGrumman公司G.D.Goodno等也通過高速相位調(diào)制的方式將單頻激光線寬展寬至25GHz，如圖8所示，隨后進(jìn)行3級(jí)鏈路功率放大，獲得了1.4kW高功率光纖激光輸出，并利用外差法對(duì)這束激光進(jìn)行了主動(dòng)相位控制，控制殘差小于λ/80。利用這種線寬展寬方案，美國Nufern公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了千瓦級(jí)可相干合成光纖放大器的商品化，預(yù)計(jì)不久的將來會(huì)有更多的研究單位實(shí)現(xiàn)千瓦級(jí)光纖激光模塊相干合成。

　在相干合成控制系統(tǒng)性能方面，提高甚多路激光參與相干合成時(shí)系統(tǒng)對(duì)各路激光相位起伏的校正能力是目前研究的重點(diǎn)。現(xiàn)有的多抖動(dòng)法主動(dòng)相位控制雖然具備良好的相位噪聲校正能力，但在向大數(shù)量光束相干合成擴(kuò)展時(shí)至少存在兩個(gè)困難，一是隨著路數(shù)的增多占用的頻率資源也越來越多，直到電路不能實(shí)現(xiàn)；二是由于每束光需要單獨(dú)的控制回路，隨著控制路數(shù)的增多，所需的控制電路會(huì)越來越多，成本和系統(tǒng)復(fù)雜性也隨之增加。為了緩解這些困難，本課題組的Y.Ma等提出了單抖動(dòng)法相干合成方案。該方案原理如圖9所示，所有參與合成的光束使用一個(gè)調(diào)制頻率，這一調(diào)制頻率分時(shí)加載到各光束上，分時(shí)探測(cè)每一路光束與其他光束間的相位差，并以此作為反饋信號(hào)分時(shí)加載到各路的相位調(diào)制器上對(duì)各路相位進(jìn)行校正，這些信號(hào)在時(shí)間軸上是分時(shí)串行進(jìn)行的。這樣，單抖動(dòng)法可以只用一路控制電路，產(chǎn)生一路調(diào)制信號(hào)對(duì)多路光束進(jìn)行相位校正，這就有力地緩解了多抖動(dòng)法對(duì)頻率資源的需求和控制電路的難度。

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