簡介
雖然納秒脈沖光纖激光器通常被用于激光打標(biāo),但是由于它的成本低廉,緊湊,可靠,不需要經(jīng)常維護,所以用它也非常適合用來進行非金屬切割。通過采用直接調(diào)制種子激光的MOPA(主控振蕩器的功率放大器)等設(shè)計,我們可以得到短脈沖和相對高的峰值功率,這些技術(shù)把激光器變成切割非金屬的有效工具。
作為一種連續(xù)波型切割器的替代品,脈沖光纖激光器可以應(yīng)用于多通蒸發(fā)式切割過程中,監(jiān)測裝置控制激光來回通過切割線,每次僅切除很少的金屬,并且不需要噴嘴和輔助氣體。這項技術(shù)提供了一個靈活、精確和合理的解決方案。而且這套設(shè)備基本上是一套簡單的激光標(biāo)記系統(tǒng)。
這項切割技術(shù)可以廣泛適用于各種材料,從有色金屬、非有色金屬,到陶瓷、高分子材料甚至含碳復(fù)合材料,都涵蓋其中。切割速度可以很方便的發(fā)生改變,對于薄金屬板,可以做到小于10mm/min,對于厚的材料,切割速度可以大于1mm/min。當(dāng)用于切割比較厚的金屬時,必須采用切割線補償或光束擺動等特殊技術(shù)來有效的擴大切口寬度。相對于傳統(tǒng)激光切割,這些速度可能會比較慢,但對于很多應(yīng)用來說,納秒脈沖光纖激光器的低成本和靈活性是非常具有吸引力的。
實驗結(jié)果表明,SPI激光器的所有SM/HS/HM型號都可以實現(xiàn)有效切割,但是每種機器的切割特點會略有不同,這與材料的選擇和要求的輸出有關(guān)。以窄切縫寬度為例,具有高品質(zhì)光束和較小光斑的SM型激光器最為適合,而對于較厚的材料,采用具有更高峰值功率和較大尺寸光斑的HM型效果會更好一點。
硅切割
硅材料(技術(shù)上說是一種金屬)被廣泛應(yīng)用在電子和太陽能產(chǎn)業(yè),其中有很多切割應(yīng)用。這種材料通常使用機械寶石切割輪進行切塊或切削,但是對于很薄的材料有很多限制因素,而且邊緣切割會造成剝落。脈沖激光器提供了一種靈活的替代方案,它可以用來切割復(fù)雜形狀的型材。使用20W SM型激光器,可以在6秒中切割出5mm的正方形。
圖1 從200um厚的多晶硅中切割出的正方形
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