开拓新一代加工技术未来的光纤激光器

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铝合金及纯铜的叠焊

使用激光的激光器加工技术已在材料切割及焊接、开孔等加工用途得到广泛应用。以前,在板金切割用途中大多使用二氧化碳气体激光器,而在焊接用途中则大多使用YAG激光器。

但是,随着光纤激光器的高输出化和加工技术开发的不断推进,近年来,已经可以满足原本属于二氧化碳气体激光器厚板切割及YAG激光器焊接领域的需求。如果切割、焊接质量达到或超出该水平,则与迄今为止所使用的激光器相比,(1)不需要复杂的光学类部件,维护更容易、耗电量更少。因此,可减少维护费用;(2)不需要大规模冷却装置,体积更小;(3)光束质量好,可进行高速加工,溶透性优异。因此用户都在加快更新换代速度,开始使用光纤激光器。

光纤激光器的构想始于20世纪60年代,其输出能力达到实用化水平,在很大程度上得益于光通信中的光纤技术、光零部件技术、半导体激光器技术等关键技术的发展。古河电工将在光通信方面培育起来的各种先进技术应用到光纤激光器中,作为日本国内的领军企业从很早以前便开始开发光纤激光器。

光纤激光器的关键技术

现在,古河电工集团正在应用在光通信领域中培育起来的核心技术开展光纤激光器的开发、制造工作。

光纤激光器中,对光进行增幅的媒体及共振器是由光纤构成的,因此不需要调整光轴,且可获得稳定的输出。下面是光纤激光器的基本结构。光纤激光器的高输出化,就是通过将基本结构中的多根传输光纤进一步集束在一起来实现的。

光纤激光器的基本结构

古河电工的光纤激光器在激发光源、增幅媒体、振动输出等各项关键技术上,引进世界顶级水平的技术,打造了高输出、高效率光纤激光器。并且,还可使用优异的光束控制技术提供高质量的切割及焊接方面的服务,因此深受众多用户青睐。

使用光纤激光器作为输出激光的部分,
在工业机器人的机械臂前端
安装了激光输出部的激光器加工机

古河电工千叶事业所设有应用程序实验室,可按照客户的要求加工样品。

从事光纤激光器的开发及量产化工作的古河电气工业新事业推进部产业激光器系统部的茅原崇(Kayahara Takashi)表示:“现在,适合薄板加工的500W/1kW单模光纤激光器以及可支持厚板加工的4kW/6kW多模光纤激光器上线,并向制造光纤激光器加工机的厂家交货。2008年的通信用激光器的输出为100W,在此基础上进一步提高了输出能力,于2011年开始量产日本首批300/500W级激光器。在尝试提高输出能力的开发阶段,曾遇到因发热导致连接部起火等的困难,但当我们实现了目标输出能力并成功交付第一批产品时,包含日本国内外集团公司在内,所有小组成员都感到欢欣鼓舞。
古河电工的光纤激光器的主要构成部件已在古河电工集团实现内部生产,并凭借其综合实力攻克了各项课题。今后,我们仍将以稳定的产品供应和维护服务为客户的制造事业做出贡献。”