QCW即準(zhǔn)連續(xù)激光器的研發(fā)初衷，是希望將連續(xù)（CW）激光器的優(yōu)勢引入那些需要長脈寬、低平均功率、高峰值功率、低占空比的脈沖激光焊接應(yīng)用。參考當(dāng)時使用最廣泛的燈泵浦YAG激光器的參數(shù)模式，研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了QCW準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器的研制。
QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器保留了連續(xù)（CW）激光器的所有眾所周知的優(yōu)勢， 它還有一個重要的特性——峰值功率通常為平均功率的10倍——增加的多個泵浦二極管只需簡單的接入有源光纖。將這些二極管的占空比限定為10%大幅降低了對電源功率的需求，但當(dāng)激光器處于脈沖模式時，就能產(chǎn)生10倍以上的峰值功率。
因?yàn)檫@些，QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器成兩次讓超快激光器很受傷，然后——
兩次獲得光子學(xué)的“奧斯卡”
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器不僅可以高質(zhì)量地完成汽車、醫(yī)療等行業(yè)的電池焊接應(yīng)用，更可以投入到對精度有極高要求的航空航天業(yè)鉆孔、切割和焊接，消費(fèi)電子和照明等行業(yè)的微鉆孔、切割、劃線和精密焊接等多種應(yīng)用，成為最具靈活性的激光加工利器。
我們曾介紹過用于藍(lán)寶石和陶瓷加工應(yīng)用的機(jī)架型準(zhǔn)連續(xù)激光器YLR-300/3000-QCW，脈沖模式時平均輸出功率300 W，最大峰值功率3000 W，最大單脈沖能量為30 J；其他典型應(yīng)用，例如點(diǎn)焊等，專OEM系統(tǒng)設(shè)計的模塊型準(zhǔn)連續(xù)激光器例如YLM-450/4500-QCW，則提供了450 W的平均功率和4500 W的峰值功率，其最大脈沖能量為45 J; 如果是航天航空鉆孔，采用的準(zhǔn)連續(xù)激光器的平均功率和峰值功率甚至分別高達(dá)2.3 kW和23 kW。
QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器
由于其設(shè)計緊湊，操作成本低，電光轉(zhuǎn)換效率超過30%，免維護(hù)，與傳統(tǒng)YAG激光器相比極具成本優(yōu)勢，可用于升級現(xiàn)有燈泵浦系統(tǒng)。
YLS-2300/23000-QCW
YLS-2300/23000-QCW是IPG Photonics近期推出的新產(chǎn)品。該機(jī)型可提供高達(dá)23 kW 的峰值功率，脈寬0.2-10 ms，最大脈沖能量230 J，調(diào)制頻率高達(dá)2 kHz，特別適合航空業(yè)的切割及鉆孔應(yīng)用，可滿足沖擊鉆孔、套孔及精細(xì)切割等應(yīng)用需求。
應(yīng)用
厚、薄材料的2D/3D切割
高反金屬加工
焊接
表面處理
鉆孔
特性
免維護(hù)
高性價比的切割系統(tǒng)
性能可靠
設(shè)計緊湊穩(wěn)固
可加工材料
不銹鋼
碳鋼
金、銀
鋁
工具鋼
鎳合金
黃銅及銅
鈦
激光鉆孔已廣泛用于多種行業(yè)，其主要優(yōu)勢在于它是一種非接觸工藝，因此不需要考慮鉆孔工具的保護(hù)。此外，激光鉆孔工藝具有相當(dāng)?shù)撵`活性，可加工大多數(shù)材料，還能根據(jù)需要改變鉆孔尺寸、形狀、切入角度，輸入熱能較低，孔徑具有較高的一致性。不僅如此，利用激光鉆孔工藝還能完成那些用傳統(tǒng)方法無法實(shí)現(xiàn)的小孔徑鉆孔，孔徑可小至10 µm。
激光鉆孔有兩種，沖擊鉆孔和套孔。沖擊鉆孔是指在單個鉆孔中應(yīng)用多重脈沖，直至達(dá)到鉆孔要求。飛行鉆孔是沖擊鉆孔的一種，主要區(qū)別是在進(jìn)行脈沖鉆孔的同時，工件表面保持高速移動。套孔的特點(diǎn)是能有效控制孔的錐度，因此可以進(jìn)行大孔徑或不規(guī)則鉆孔。在實(shí)際操作中，用戶可以從套孔快速轉(zhuǎn)換為飛行鉆孔，這樣能夠在一個工件上實(shí)現(xiàn)多種尺寸的鉆孔。
激光鉆孔工藝所具備的種種優(yōu)勢已經(jīng)在航空業(yè)的多年成功應(yīng)用中得到了普遍認(rèn)可。如今，準(zhǔn)連續(xù)激光器正在迅速取代傳統(tǒng)閃光燈泵浦工藝，成為大孔徑鉆孔（孔徑范圍：0.2 – 1 mm）的主力軍。
這種大孔徑孔在航空器件中很常見，比如渦輪導(dǎo)向葉片、風(fēng)扇葉片、冷卻環(huán)、燃燒室等等。準(zhǔn)連續(xù)激光器具有高峰值功率和高脈沖能量的獨(dú)特組合，可提供數(shù)焦耳脈沖能量，毫秒級脈沖周期，且能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)模式到連續(xù)模式之間的切換，是大孔徑鉆孔應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇。
視頻：QCW激光器用于航天零部件鉆孔
另一個受益匪淺的應(yīng)用領(lǐng)域是微電子行業(yè)的氧化鋁陶瓷鉆孔。通常小孔徑鉆孔（孔徑< 10 μm）對于速度的要求很高，每秒鐘所需完成的數(shù)量甚至多達(dá)數(shù)千個。在這種情況下，高峰值功率調(diào)Q光纖激光器或是可調(diào)脈沖光纖激光器能夠提供高達(dá)1 MHz的重復(fù)頻率，1.5 ns脈沖周期，可滿足小孔徑鉆孔的需求。
另外，QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器還有許多其他有趣的應(yīng)用。下面的這2個視頻，分別是使用QCW激光器切割箔片，以及在燒蝕玻璃上的金箔。
高功率準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器還在巖石鉆孔應(yīng)用中取得了突破性的進(jìn)展，為石油鉆探行業(yè)帶來了福音。高峰值功率加高脈沖能量，還可以切割超厚金屬板。關(guān)于的QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器的更多有趣應(yīng)用，我們將在今后繼續(xù)說明。
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