隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及各應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，激光加工技術(shù)正逐步滲透到各行各業(yè)中并成為重要的加工工具。在激光器的應(yīng)用中，千瓦級MOPA（Master Oscillator Power-Amplifier）激光器由于峰值功率高、穿透力強(qiáng)、熱影響低等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于材料加工、科研實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域，是幫助企業(yè)提質(zhì)增效的理想工具。但正是其功率高，要想發(fā)揮好千瓦級MOPA激光器的最大加工功效，配件的選擇至關(guān)重要。只有選用了合適的激光配件，才能確保激光器能夠穩(wěn)定且高效地工作，更好地滿足各種應(yīng)用需求。

01 千瓦級MOPA量產(chǎn)，性能技術(shù)指標(biāo)高

能夠穩(wěn)定量產(chǎn)千瓦級單模MOPA激光器是衡量一個(gè)公司MOPA激光器研發(fā)生產(chǎn)制造實(shí)力的重要表現(xiàn)，光至科技在多輪產(chǎn)品迭代并投入市場經(jīng)過檢驗(yàn)后，已成為全球千瓦級MOPA激光器的主要供應(yīng)商之一。

光至科技推出多版本1000W高功率MOPA光纖激光器能多維度滿足各類應(yīng)用場合的加工需求。

光至科技千瓦級MOPA系列主要產(chǎn)品

功率穩(wěn)定性高

24h滿功率輸出波動小于<3%

光束質(zhì)量可控

單模高斯光束             多模平頂光束

端面泵浦信號耦合技術(shù)，更加精細(xì)合理的能級分配，獨(dú)特的生產(chǎn)盤繞工藝，加上具備優(yōu)良熱透晶體的單模高功率準(zhǔn)直隔離器，輸出功率達(dá)1000W的同時(shí)，還能保證優(yōu)異的光束質(zhì)量。

在光纖激光器加工領(lǐng)域，特別是高功率MOPA納秒脈沖光纖激光器的加工，因其峰值功率高、脈沖能量大、頻率高，對于配件的選擇尤其重要，影響高功率脈沖激光加工效果的主要配件包括掃描振鏡、聚焦場鏡和反射鏡。

02 掃描振鏡如何選？

振鏡掃描技術(shù)的努力方向是完成高速度、高精度的掃描任務(wù)，其決定因素主要有兩方面，一個(gè)是可實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的控制系統(tǒng)，另一個(gè)則是響應(yīng)速度更快的振鏡掃描器。振鏡的結(jié)構(gòu)主要包括反射鏡、電機(jī)和驅(qū)動卡三部分，其中鏡片對加工的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

振鏡鏡片材質(zhì)及影響指標(biāo)

掃描振鏡的熱管理系統(tǒng)，也是保證長期加工穩(wěn)定性的重要因素。溫度差會導(dǎo)致振鏡產(chǎn)生漂移，降低定位精度，典型數(shù)值如下，通過水冷主動散熱方式，可以提高30%的長期加工穩(wěn)定性。

振鏡典型溫漂數(shù)值

無水冷裝置振鏡溫度梯度    水冷結(jié)構(gòu)作用下振鏡溫度梯度

水冷裝置可以有效帶走熱量，確保振鏡長期穩(wěn)定運(yùn)行。主要技術(shù)手段為通過冷卻水道的優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得低紊流冷卻水流場，設(shè)計(jì)高效外部熱交換裝置結(jié)構(gòu)等。

千瓦級高功率MOPA脈沖激光系統(tǒng)中，我們強(qiáng)烈推薦選用高質(zhì)量的石英鏡片和帶水冷系統(tǒng)的振鏡系統(tǒng)。

03 聚焦場鏡如何選？

場鏡是把準(zhǔn)直的激光束聚焦于一點(diǎn),提高激光光束的能量密度,利用激光的高能量對材料進(jìn)行各種切割、打標(biāo)、焊接、清洗及表面處理等各種材料加工。

場鏡的因素影響到加工質(zhì)量及效果的主要方面在于場鏡的材質(zhì)及所配的轉(zhuǎn)接圈的高度。場鏡的材質(zhì)主要有玻璃和石英，兩者的區(qū)別在于對高功率的熱透鏡效應(yīng)，聚焦場鏡受激光束連續(xù)照射較長時(shí)間后，由于溫度升高產(chǎn)生熱變形，進(jìn)而引起透過型光學(xué)元件的折射率和反射型光學(xué)元件的反射方向發(fā)生變化，熱透鏡效應(yīng)的產(chǎn)生會對激光的模式和聚焦后的焦點(diǎn)位置產(chǎn)生影響，進(jìn)而嚴(yán)重影響加工效果。石英的熱膨脹系數(shù)低，透過率高，是高功率場鏡較優(yōu)的材質(zhì)選擇，必要的時(shí)候還要增加水冷模塊。

正常效果                熱透鏡效果

場鏡匹配振鏡的轉(zhuǎn)接環(huán)也是影響設(shè)備及加工的重要因素，合適的轉(zhuǎn)接環(huán)高度可以避開場鏡的后返點(diǎn)，還能保證加工的幅面。若過高或過低都會帶來相應(yīng)的問題。

千瓦級高功率MOPA脈沖激光系統(tǒng)中，我們強(qiáng)烈推薦選用帶水冷模塊的高質(zhì)量石英場鏡并配合適高度的場鏡專用轉(zhuǎn)接圈。

04 反射鏡片如何配？

反射鏡片在光路結(jié)構(gòu)中主要作用是改變光路方向，選用質(zhì)量好的反射鏡片及規(guī)范的安裝方式能在一些特殊應(yīng)用中發(fā)揮較大作用，但質(zhì)量差的鏡片及不合理的安裝方式也會帶來新的問題。鏡片的材質(zhì)特性是由激光的波長和功率決定的，其襯底一般采用熔融石英或晶體硅制成，激光反射膜一般采用銀膜或透明電介質(zhì)膜，具有反射率大、吸收率小、耐激光破壞閾值高的特點(diǎn)。

理想的平面反射鏡不會對聚焦質(zhì)量造成影響，但在實(shí)際使用中，有可能因?yàn)槁萁z固定等張力因素導(dǎo)致反射平面變形類似柱面鏡，畸變主要影響聚焦光斑質(zhì)量，帶來像散等低階像差，使聚焦光斑不能達(dá)到衍射極限，影響加工質(zhì)量及效果。

不良固定工藝導(dǎo)致平面反射鏡面型精度劣化

千瓦級高功率MOPA脈沖激光系統(tǒng)中，我們強(qiáng)烈推薦選用高質(zhì)量石英反射鏡并選擇合適的安裝方式保證鏡片受力而不變形。

今年6月，光至科技憑借1000W高功率單模MOPA脈沖光纖激光器在“紅光獎(jiǎng)”第六屆中國激光行業(yè)創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)評選活動中，榮獲“光纖激光器創(chuàng)新獎(jiǎng)”這一榮譽(yù)。當(dāng)前，光至科技1000W單模MOPA激光器已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且成功交付客戶進(jìn)行常態(tài)化工業(yè)生產(chǎn)。

結(jié)合我們在前期工藝驗(yàn)證及在實(shí)際激光應(yīng)用過程中遇到的各類問題，除了更換更好石英材質(zhì)鏡片外，在不同的使用環(huán)境中，也應(yīng)檢查各光學(xué)元件（如：輸出頭鏡片、準(zhǔn)直器、合束鏡片等）的臟污，損壞情況，進(jìn)行及時(shí)的清潔與更換，光至科技將為您提供更優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量和售后保障。

文章來源：  光至科技

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