激光特性、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器三者的應(yīng)用場(chǎng)景

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激光特性，與發(fā)熱光源或發(fā)光二極管不同，激光束由單一波長(zhǎng)的光波組成。所有光波同時(shí)振蕩并指向同一方向。因此，激光束即使傳播好幾米，光斑也不會(huì)發(fā)生明顯變化。如果使用透鏡，光束可以聚焦在一個(gè)小點(diǎn)上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)較大的局部功率密度。

由于塑料的熔點(diǎn)低，且導(dǎo)熱性差，因此塑料焊接僅需要相對(duì)較低的激光功率。通常，塑料焊接用激光功率在5-600 W的范圍內(nèi)，而金屬加工通常需要幾千瓦。

主流使用半導(dǎo)體激光器，塑料激光焊接主流采用半導(dǎo)體激光器，能夠提供足夠好的光束質(zhì)量。此外，半導(dǎo)體激光器能夠非常有效地將電流轉(zhuǎn)換為光能，并且成本相對(duì)便宜。

半導(dǎo)體激光器通常與玻璃制成的光纖一起使用，以便將光束定向到加工點(diǎn)。傳導(dǎo)激光的光纖芯部直徑應(yīng)盡可能小，以保持光束良好的聚焦性。當(dāng)使用芯部直徑為200um的光纖時(shí)，激光穿過光纖通過透鏡能夠產(chǎn)生直徑為0.5-2mm的光斑。

如今，半導(dǎo)體激光器的能量轉(zhuǎn)換（從電能轉(zhuǎn)換為光能）效率能夠達(dá)到50%以上。因此，不再需要通過水冷方式吸收殘余熱量。對(duì)于塑料激光焊接，采用空冷方式足以滿足使用要求。

半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)在900-1000 nm之間。在此波長(zhǎng)范圍內(nèi)，激光器能夠以最優(yōu)的價(jià)格提供最佳的焊接效率。在數(shù)年前，波長(zhǎng)在800-900 nm的激光器也很常見，但是后來由于此類激光器所取得的進(jìn)步不如900 nm以上的突出，因此逐漸被淘汰。

有時(shí)會(huì)使用光纖激光器。如果光斑要求非常小，那么半導(dǎo)體激光器的聚焦能力不再足夠。在這種情況下，要使用所謂的光纖激光器，即激光是由光纖內(nèi)部產(chǎn)生。當(dāng)使用芯部直徑較小的光纖時(shí)，可以獲得較小的激光光斑。光纖激光器中必須使用半導(dǎo)體激光器作為泵源以產(chǎn)生激光，所以光纖激光器總是比同等功率的半導(dǎo)體激光器更加昂貴。
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