多模光纤激光器
多波长的光纤激光器
多波长的光纤激光器
多波长的光纤激光器是一种可同时输出多种波长的激光器。
这种激光器通常使用多模波导（MMF）或单模波导（SMF）来实现波长转换。
其中一种常见的实现方式是使用电光调制器来控制激光输出的波长。
通过调节电光调制器的输入信号，可以改变光纤中的折射率，并通过电光调制器的交互作用实现波长切换。
另一种实现方式是使用光子晶体光纤（PCF）。
PCF是一个具有调谐孔径的光导纤维，可以通过调节此孔径的大小，控制输出波长的位置和波长范围。
多波长的光纤激光器被广泛应用于生物医学、通信、传感和工业加工等领域。
光纤激光器的特点与应用
光纤激光器的特点与应用光纤激光器是在EDFA技术基础上发展起来的技术。
近年来，随着光纤通信系统的极大的应用和发展，超快速光电子学、非线性光学、光传感等各种领域应用的研究已得到日益重视。
光纤激光器在降低阂值、振荡波长范围、波长可调谐性能等方面，已明显取得进步。
它是目前光通信领域的新兴技术，它可以用于现有的通信系统，使之支持更高的传输速度，是未来高码率密集波分复用系统和未来相干光通信的基础。
1.光纤激光器工作原理光纤激光器主要由三部分组成:由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和可使激光介质处于受激状态的泵浦源装置。
光纤激光器的基本结构如图1所示。
掺稀土元素的光纤放大器推动了光纤激光器的发展，因为光纤放大器可以通过适当的反馈机理形成光纤激光器。
当泵浦光通过光纤中的稀土离子时，就会被稀土离子所吸收，这时吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级，从而实现离子数反转。
反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并且释放出能量，完成受激辐射。
从激发态到基态的辐射方式有两种，即自发辐射和受激辐射，其中受激辐射是一种同频率、同相位的辐射，可以形成相干性很好的激光。
激光发射是受激辐射远远超过自发辐射的物理过程，为了使这种过程持续发生，必须形成离子数反转，因此要求参与过程的能级应超过两个，同时还要有泵浦源提供能量。
光纤激光器实际上也可以称为是一个波长转化器，通过它可以将泵浦波长光转化为所需的激射波长光。
例如掺饵光纤激光器将980nm的泵浦光进行泵浦，输出1550nm的激光。
激光的输出可以是连续的，也可以是脉冲形式的。
光纤激光器有两种激射状态，三能级和四能级激射。
三能级和四能级的激光原理如图2所示，泵浦(短波长高能光子)使电子从基态跃迁到高能态E4或者E3，然后通过非辐射方式跃迁过程跃迁到激光上能级E43或者E3 2，当电子进一步从激光上能级跃迁到下能级E扩或者E3，时，就会出现激光的过程。
光纤激光器与YAG激光器在切割领域中对比分析
光纤激光器与YAG激光器在切割领域中对比分析内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.光纤通常是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维，主要广泛应用于光纤通讯，其导光原理就是光的全内反射机理。
普通裸光纤一般由中心高折射率……一、光纤激光器1.原理：光纤通常是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维，主要广泛应用于光纤通讯，其导光原理就是光的全内反射机理。
普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-62.5um)、中间为低折射率硅玻璃包层(芯径一般为125um)和最外部的加强树脂涂层组成（见图一）。
光纤可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤：中心玻璃芯较细(直径9um+0.5um)，只能传一种模式的光，其模间色散很小，具有自选模和限模的功能。
多模光纤：中心玻璃芯较粗(50um+1um)，可传多种模式的光，但其模间色散较大，传输的光不纯。
2.优点：光纤激光器具有体积小、能耗低、寿命长、稳定性高、免维护、多波段、绿色环保等特征，它以优越的光束质量、稳定的性能、超高的光电转换效率，赢得了众多激光业内人士的肯定。
光纤激光器以其超高的可靠性，卓越的光束质量，低廉的运行成本，为激光加工行业建立了新的标准。
它增益介质长、耦合效率高、散热好、结构简单紧凑、使用灵活方便、输出激光光束质量好且输出波长范围宽（400～3400nm）。
1、高功率高功率光纤激光器都是双包层光纤，泵浦光打到外包层上，能量被吸收，再部分转换为激光，因此包层的材料和结构对光纤激光器的影响很大，目前各国已研制出各种形状的光纤，有圆形的、D形的、矩形的、非稳腔形、梅花形、正方形、平面螺纹形等。
2、无需热电冷却器这种大功率的宽面多模二极管可在很高的温度下工作，只须简单的风冷，成本低。
IPG大功率光纤激光器_原理简介
典型的高功率光纤激光加工系统典型的高功率光纤激光加工系统一般包括以下几个基本单元：●高功率光纤激光器系统机械手准直聚焦系统外部光闸高功率光纤激光器系统包括以下几个模块：●传输光纤/操作光纤●光纤的外型●光纤的功能光纤是一种高度透明的玻璃丝，由纯石英经复杂的工艺拉制而成。
光纤 中心部分(芯Core)＋同心圆状包裹层(包层Clad)＋涂覆层套层外包层纤芯一次涂覆层型号描述QB IPG最常用型号输入端输出端输入端输出端Feeding fiber名称多路输出Process fiber反射镜Feeding fiberProcess fiber 耦合镜准直镜型号：FFS2way描述操作光纤的数目：Modular Multi-KW Fiber Laser Very High Beam Quality模块温度显示模块选择显示电源状态显示激光器功率水冷机要求制冷量(KW)12制冷机接口●内控模式激光功率和开关光均由LaserNet通过网线控制YLS-xx-SM series YLS-xx-SM-CT seriesYLR-xx-ST2(SST2) series YLR-xx-yy-WW seriesYLR –3000(5000) -YLR-xx-SM-CT series specifications Single Mode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on topYLR-20000 Fiber LaserYLR-xx-C series specifications Multimode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on sideYLR-xx-S2(SS2) series specifications Multimode Fiber Laser with internal 2-ways Beam Switch on sideYLR-xx-CT series specifications Multimode Fiber Laser with internal Fiber/Fiber coupler on top 内置光光耦合器P ≤2500 W P ≥3000 WYLR-xx-ST2(SST2) series specifications Multimode Fiber Laser with internal 2-ways Beam Switch on topP ≥3000 WYLR-2000-S2T-QCW Fiber Laser Main advantage:better cutting quality and faster speedIPG Application Lab in Burbach Heartly Welcome and thanks for Your attention !。
单模激光器和多模激光器原理及特点的对比分析
单模激光器和多模激光器原理及特点的对比分析单模激光器和多模激光器本质区别就是单模激光器输出的光束中有且仅有一种模式，而多模激光器输出的光束模式可以有多种。
其中，我们可以用光束质量M2因子的大小来判断激光器输出是单模还是多模。
根据M2因子的不同，我们将M2因子小于1.3的激光称为纯单模激光，其LP01模的能量占比接近100%；M2因子在1.3~2.0之间的激光称为准单模激光，其LP01模的能量占比超过90%并出现少量的LP11模和LP02模；M2因子大于2.0的激光称为多模激光。
对于M2因子的大小，可用光在光纤中的传播的波导来求知，接下来我们将从理论上求解M2因子。
光本质上是一种电磁波，可以用麦克斯韦方程组来描述。
根据麦克斯韦方程组，可推导出光在光纤中传播的波动方程为：∇2E0+ω2ε0μ0n i2E0=0∇2H0+ω2ε0μ0n i2E0=0其中E0为导波光电场E分布的振幅，E=E0(x,y)exp[j(ωt−βt)]其中H0为导波光磁场H分布的振幅，H=H0(x,y)exp[j(ωt−βt)]而传播常数β=k0n i cosθ=2πλ0n i cosθθ为光在光纤中内反射传播的传播角。
对于光纤纤芯和包层两种折射率不同的介质，在不连续界面上的边界条件为(E1−E2)×n=0(H1−H2)×n=0其中n为界面的单位法向矢量，边界条件的物理意义表示，在界面的两侧矢量E和H的切向分量必须相等。
图1 圆柱光纤的坐标系对于圆柱对称的光纤（如图1），令纤芯的折射率为n1，包层折射率为n2，用E z和H z分别代表电场和磁场的z向分量。
ð2E Z ðr2+1rðE Zðr+1r2ð2E Zðθ2+(k02n2−β2)E Z=0ð2H Z ðr2+1rðH Zðr+1r2ð2H Zðθ2+(k02n2−β2)H Z=0而折射率n按下式分布n2(r)={n12(r≪a)n22=n12(1−2∆)(r>a)采用分离变量法，用三角函数表示角度θ的相关性，与失径r的关系可分为纤芯和包层两种情况：在纤芯中（r≤a）E Z=A l J l(kr)cos(lθ+φl)H Z=B l J l(kr)cos(lθ+ψl)在包层中（r>a）E Z=A l J l(ka)K l(γa)K l(γr)cos(lθ+φl)H Z=A l J l(ka)K l(γa)K l(γr)cos(lθ+ψl)引入归一化频率V=k0n1a√2Δ可得(ka)2+(γa)2=V2此时的边界条件为r=a处Eθ(r→a+0)=Eθ(r→a−0)Hθ(r→a+0)=Hθ(r→a−0)由此可以求解Eθ和Hθ的两个振幅系数A l和B l，根据场的纵向分量Ez,Hz的存在与否，可将模式命名为：横电磁模（TEM）,E Z=H Z=0横电模（TE）,E Z=0H Z≠0横磁模（TM）,E Z≠0H Z=0混杂模（HE,HM）,E Z≠0H Z≠0在实际情况中，光纤中存在简并模，有时两类模式特性叠加会使某一横向分量归于抵消，使场的表达式大为简化，构成一种新的模式——线偏振模LP lm 模。
MFMC系列光纤激光器用户手册说明书
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1公司简介深圳市创鑫激光股份有限公司成立于2004年，是国内首批成立的光纤激光器制造商之一，也是国内首批实现在光纤激光器、光学器件两类核心技术上拥有自主知识产权并进行垂直整合的国家高新技术企业之一。
公司现已发展成为国际知名的光纤激光器及核心光学器件研发、生产和销售为一体的激光器厂商，是国内市场销售额排名第二的国产光纤激光器制造商。
锐科P200 200W多模脉冲光纤激光器说明书V2版
光纤激光器单模和多模有何区别
光纤激光器是激光切割机中的核心部件，对激光切割机的切割效果有很大的影响。
在选择激光切割机时，需要考虑光纤激光器的模块集成方式是怎样的？光纤激光器的模块组成分为单模和多模两种，在切割应用中，聚焦光斑对切割出的质量有很大影响，单模激光器的纤芯比较细，光束质量优于多模，能量分布呈高斯分布，中间能量密度最高，三维图是一个尖圆的山峰状。
多模激光器的纤芯相比粗一些，光束质量相比单模要差一些，能量分布相比单模光斑平均一些，三维图像一个倒扣的杯子，从边缘陡峭程度来看，多模的比单模的陡峭很多。
同功率的1.5KW单模和1.5KW的多模激光器对比1mm薄板切割速度单模比多模高20%，视觉效果差不多，但从2mm开始，速度优势逐步下降，从3mm开始，无论是速度还是效果，高功率多模激光器速度和效果的优势就非常明显的体现出来，如下图：所以单模的优势在薄板，多模的优势在厚板，单模和多模并没有相互比较的价值，都是光纤激光器的一项配置，就好比一辆车，轿车适合公路，越野适合山地，但是轿车也能跑山地，越野也能跑公路，所以光纤激光器到底选多模还是单模要看实际终端客户的加工需求。
单模和多模，该如何选择呢？从功率级区分来看，1000W以内的激光器因为本身能量不高的原因，主要加工材料厚度偏向于薄板，因此1KW以内的激光器用单模配置比较符合市场实际情况，1KW以上功率的激光器要薄厚兼顾。
从整个加工行业来讲，加工质量的提升是一项刚性需求，是不能妥协的，因此很多高功率激光器选型不会考虑单模，必须保证加工质量为第一位!同时，单模的纤芯一般较细，意味着同样功率的激光在其中传输，单模纤芯的光能量承载更大，对材料是一项考验。
同时当切割高反材料时，高强度反射光和射出的激光叠加，如果光纤材料容忍度不足会非常容易“烧纤芯”，同时对纤芯材料寿命也是一项挑战!因此很多激光器厂商在高功率光纤激光器的配置上仍选用多模的配置!。
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多模光纤激光器
可见光和红外光半导体激光器都可以和多模光纤耦合，通过光纤输出。
光纤输出的优点是可以随意改变光路方向，此类激光器多用于探测仪器及医疗仪器等。
光纤出口光斑大小和光纤长度可由客户选择。
光纤耦合模块具有大功率、高亮度的连续光输出，其输出为圆光束、小孔径和对称的请打零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁光斑形状，可广泛应用于医疗、材料处理、固体激光器泵浦、工业及航空、航天等诸多领域。
光纤耦合模块的输出波长可满足固体激光器泵浦、医疗诊断及冶疗所需的波段。
在工业应用上可被金属及其它材料有效地吸收，可用于激光焊接、打孔和材料处理。
光纤的小数值孔径及小芯径有效地改善了激光器的输出亮度、功率密度和光束质量。
Visible light and infrared laser diode can be and multimode optical fiber coupling, through the optical fiber output. The advantages of optical fiber output is free to change the direction of the light path, such lasers to detect more instruments and medical instruments, etc. Fiber export spot size and fiber length can be selected by the customer.
Fiber coupling module has high power, high brightness, light output, the output for the circular beam and small aperture shape and symmetry of light, can be widely used in medical, materials processing, solid state laser pump, industrial and aviation, aerospace and other fields.
Fiber coupling module output wavelength can meet please dozen zero two nine pure two land and pure pure three solid laser pumped, medical
diagnosis and treatment of the band. In industrial application can be absorbed by the metal and other materials effectively, can be used for laser welding, punching, and material handling. Small numerical aperture and small optical fiber core diameter effectively improved the output intensity and power density of laser and beam quality.。