激光器寿命
半导体激光器国家标准(二)
半导体激光器国家标准（二）3.1.32 远场光强分布Far field intensity distribution在距离远远大于激光光源瑞利长度的接收面上得到的光强分布。
3.1.33 近场光强分布Near field intensity distribution激光器在输出腔面（AR面）上的光强分布。
3.1.34 近场非线性Near field non-linearity热应力引起半导体激光器阵列或巴条中各个发光单元在垂直p-n结的方向上发生的位移，导致激光器阵列或巴条近场各个发光单元不在一条直线上，又称为"smile"效应。
3.1.35 偏振Polarization半导体激光器是利用光波导效应将光场限制在有源区内，使光波沿着有源区层传播，并通过腔面输出，半导体激光器的偏振特性与电场和磁场两个空间变量有关，对于横向电场（TE）偏振光，只存在（Ey，Hx，Hz）三个分量，对于横向磁场（TM）偏振光，只存在（Ex，Ez，Hy）三个分量。
半导体激光器偏振特性优劣通常用偏振度来表征，偏振度为两种偏振态的光功率差与光功率和的比值，通常以百分比表示。
3.1.36 热阻Thermal resistance热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，激光器产生1W 热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。
3.1.37 波长-温度漂移Wavelength-temperature shift半导体激光器稳定工作时，结温每升高1℃所引起的波长变化，单位是nm/K。
3.1.38 斜率效率Slope efficiency激光器额定光功率的10％和90％对应的光功率差值△P与相应工作电流的差值△I的比值称为斜率效率。
3.1.39 光功率-电流曲线扭折Optical power-current curve kink光功率-电流曲线上出现的非线性变化的拐点。
扭折表征了光功率与工作电流的线性关系的优劣。
激光焊接机技术要求
激光焊接机技术要求根据×××产品装配焊接加工的要求，激光焊接机应具备下列基本功能及技术指标，满足产品焊接要求。
一、激光焊接机技术要求1．激光焊接机包括激光器、冷却系统、加工机、光路系统、控制系统、视频监视系统、装夹工装、烟尘处理系统等全套系统，其中激光器采用额定输出功率不低于1500W的光纤激光器（IPG公司进口光纤激光器）,根据焊接要求在输出功率（100W~1500W）范围内可进行精密调节（调节精度±10W）。
激光器具有功率反馈功能，能够保证设定的激光功率与实际的激光功率一致，保证焊接的可靠性。
激光器可靠性高，使用寿命15年以上；2.控制系统具有激光功率控制功能，能够通过编程设定激光功率随着时间或距离变化。
3.激光焊接机设一个焊接工位，传输光路按需要进行屏蔽以免造成对人的伤害，并配备CCD视频监视系统，方便调整激光位置和监视产品焊接过程中的焊接情况；4.激光焊接机具有利用指示光进行光路调整和工件对中的功能，并能够实现自动对中。
加工机工作台应能在X、Y、Z及旋转轴上的位置对齐时进行调节和微调（X、Y、Z行程200mm，X、Y轴重复定位精度0.02mm，Z轴重复定位精度0.01mm）。
旋转轴可以在垂直和水平两种状态间可靠转换，旋转轴可以连续旋转，旋转速度调节范围宽，足以焊接工艺焊接速度的调节；5.装夹工装夹持范围≤Φ160，待焊件采用人工装卸方式，装卸快捷可靠，工件夹具具有冷却功能，保证连续焊接时工件夹具温度基本稳定；产品未装卡或装卡不到位时，设备应具有防误焊功能；6.激光焊接机设备应符合适用的安全标准，设备对焊接过程中可能出现的飞溅具有足够的保护功能，在焊接可能出现的燃爆情况下对操作人员具有防护功能；设备必须具有优良的激光防护措施，避免激光反射对人员造成伤害；设备具备机械、电气安全保护装置，如紧急停止、过载保护、行程限位等，在有危险的区域设醒目的警示标志；7.焊接过程中不应造成被焊零部件受到任何损伤，由激光焊接设备（包括随设备一起的夹具工装）所致焊接废品率应低于0.1％；8.激光焊接控制系统应能为生产线的信息采集系统提供激光输出功率、焊接时间、工作台旋转速度等参数信息，便于根据这些参数进行焊接产品质量的追溯，并且，设备应具有焊接激光输出功率上、下限超限报警功能；9.设备能在下列环境中正常使用：9.1温度范围：5~40 ℃；9.2湿度：相对湿度不大于80%；9.3供电电源：380V，50kVA9.4 压缩气气源：0.6Mpa10.设备的平均无故障时间：2000小时，设备设计寿命≥15年；11.设备的占地面积尽可能小，设备造型美观，调试、维修、操作方便；二、激光焊接机的焊接要求1.参照产品设计图（图纸另附），焊接两处，其中盖板焊接，熔深不低于0.8mm，隔板焊接，熔深不低于1mm；2．焊接材料为不锈钢；3．焊接接缝密封效果满足产品要求；4．焊接应符合焊接规范，焊缝宽度适宜，焊缝表面均匀细腻，起弧、收弧处过渡平滑，5．焊接过程中以及焊接结束产品表面的温度能够满足产品要求（焊缝边缘2mm处不高于90℃）；6.焊接工效要求：暂不做具体要求；7.其它要求：焦距200mm左右，并具有保护气输送装置。
单频光纤激光器产品的检验要求文件
单频光纤激光器产品的检验要求文件
单频光纤激光器产品检验要求文件
一、引言
单频光纤激光器因其高稳定性、高单色性和高输出功率等优点，在科研、通信和工业领域得到了广泛应用。
为确保产品质量，我们制定了单频光纤激光器产品的检验要求文件，以指导生产和质量控制。
二、检验要求
外观检验：产品外观应整洁，无明显划痕、污渍和损伤。
外壳和标识应清晰、完整。
光学性能检验：
输出功率：在指定波长下，激光器的输出功率应符合产品规格要求。
波长稳定性：在规定时间内，激光器的输出波长变化应小于允许范围。
光束质量：光束的发散角和光斑形状应符合产品规格要求。
电气性能检验：
电源适应性：激光器应能在规定的电源电压范围内正常工作。
功耗：激光器的功耗应符合产品规格要求。
环境适应性检验：
温度适应性：激光器应在规定的工作温度范围内正常工作。
湿度适应性：激光器应在规定的湿度范围内正常工作。
可靠性检验：
寿命测试：激光器应能在规定的连续工作时间内保持性能稳定。
抗震性测试：激光器应能在规定的振动条件下正常工作。
三、检验方法
各项检验项目应采用相应的测试仪器和方法进行，如功率计、波长计、光谱分析仪等。
测试过程中应严格遵循测试规范，确保测试结果的准确性和可靠性。
四、检验周期
产品应定期进行检验，以确保产品质量始终符合标准要求。
检验周期应根据产品的重要性和使用环境进行合理设定。
五、结论
通过严格的检验要求和方法，我们可以确保单频光纤激光器产品的质量和性能达到客户要求，为客户提供优质的产品和服务。
半导体激光器原理及应用
激光器的单纵模工作条件
第q阶模与主模功率之比为：
Pq
1
P0 1 (Po / Pqsat )
要想得到近乎单纵模输出，必须使Pq/P0尽可能小。
从图中可以看出短腔长和高腔面反射率，都有利于使 激光器单模工作。
以（P1/P0）≦0.05作为激光器单模工作的判据，由边 模抑制比
1）增益系数 2）载流子的俄歇复合，载流子的界面态和表面态的复合，载流子的吸收引起的
内部损耗 3）热载流子的泄露
半导体激光器的效率
描述激光器电子--光子转换的效率，即电能转换为光能的效率。
分别用功率效率和外微分量子效率描述。
1）功率效率
p
激光器所发射的光功率 激光器所消耗的电功率
Pex IV I 2rs
/ )2
式中，n2和d分别为激光器有缘层的折射率和厚度； n1为限制层的折射率；λ为激射波长
理想的高斯场分布
半导体激光器的光束发散角
显然，当d很小时，可忽略上式分 母中的第二项，有
4.05(n22 n12 )d
可见，ө随d的增加而增加
半导体激光器发散角与有缘层厚度的关系
解决办法：利用自聚焦透镜对出射光进行准直
归一化输出与调制频率的关系
半导体激光器的动态特性
张弛振荡与类谐振现象物理机制不同，但几乎有和共振频率相同的振荡频率， 为了抑制这两类现象，已实践过这两类方法：
1）外部光注入，能有效增加自发发射因子，不但能抑制张弛振荡，还能抑制 多纵模的出现。
2）自反馈注入或采用外部电路。自注入方法是将LD输出的一部分以张弛振荡 周期的0.2~0.3倍的时延再注入到它本身的腔内，能有效抑制张弛振荡。采用 外部LCR滤波电路来分流高频分量，进而抑制类谐振现象。
激光原理第九章
2．半导体激光二极管激励 用波长与激光工作物质吸收波长相匹配的激光作激励光源将大大提高激光器效率。
Nd：YAG宽约30nm的810nm泵浦吸收带中含合多条吸收谱线，809nm的半导体激光二极管输出光泵 浦可以准确地对准此吸收带中带宽约2nm的809nm吸收谱线。半导体激光二极管激励的固体激光器的总 效率为7％—20％。
CO2激光器的谐振腔大多采用平凹腔，由于其增益高．也可采用非稳腔以增加其模体积。
高反射镜可用金属制成，也可在玻璃表面镀以金膜，输出端可采用小孔耦合方式或由可透 过红外光的Ge、GaAs等材料制成输出窗。
1、纵向慢流CO2激光器 气体从放电管一端流入，另一端抽走，气流、电流和光轴方向一致。气流目的是排除CO2与电子碰
一、光泵激励 光激励又可分为气体放电灯激励和半导体激光器激励两种方式。 1、气体放电灯激励
以气体放电灯为激励光源是广为采用的激励方式，脉冲激光器采用脉冲氖灯，连续激光器 采用氖灯或碘钨灯。
气体放电灯激励的能量转换环节多，其辐射光谱很宽、只有一部分能量分布在激光工作物质的有效 吸收带内，通常L约为15％，激光器的效率较低，常用的Nd：YAG激光器的效率约为1％—3％
有小型化、全固态、长寿命及热效应小等优点。单个半导体激光器功率已越过1w，半导体激光器列阵 功率达数百瓦。
工作物质的泵浦吸收谱线和已有大功率半导体激光器发射波长匹配是构成半导体激光器泵浦的固 体激光器的必要条件。适于构成此类激光器的固体工作物质有Nd：YAG，Nd：YVO4，Nd：YLF， Tm、Ho：YAG。为了使波长准确匹配，对半导体激光器的温度加以控制。
钕玻璃的荧光寿命长，易于积累高能级粒子。容易制成光学均匀性优良的大尺寸材料，可用 于大能量大功率激光器。
输出能量已达上万焦耳。荧光线宽较宽，适于制成锁模器件，钕玻璃锁模激光器可产生脉 宽小于1ps的超短光脉冲。钕玻璃的热导率低，振荡阈值又较高，因此不宜用于连续和高重 复率运转。
激光切割简介 Laser Cutting Machine
中国第一台激光器（1961）
什么是激光切割技术？
定义：利用聚焦后的激光束作为主要热源的 热切割方法。
应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备 （二级学科）；特种加工工艺（三级学科）
激光的特点 激光主要有四大特点 a:激光底高亮度，激光器的亮度更高可高达 1011W/cm2Sr。不仅如此，具有高亮度的光速经透 镜聚集后，能在焦点产生数千度乃至上万度的高温， 这就使其可能可加工几乎所有的材料。 b:激光的高方向性，能在有效的传递很长的距离的 同时，还没，还能保证聚焦得到极高的功率密度，
光纤激光切割机较CO2激光切割机的优势：
1） 卓越的光束质量：聚焦光斑更小，切割线条更精细，工作效率更高， 加工质量更好； 2） 极高的切割速度：是同等功率CO2激光切割机的2倍； 3） 极高的稳定性：采用世界顶级的进口光纤激光器，性能稳定，关键 部件使用寿命可达10万小时； 4） 极高的电光转换效率：光纤激光切割机比CO2激光切割机电光转换 效率高3倍，节能环保； 5） 极低的使用成本：整机耗电量仅为同类CO2激光切割机的2030%； 6） 极低的维护成本：无激光器工作气体；光纤传输，无需反射镜片； 可节约大量维护成本； 7） 产品操作维护方便：光纤传输，无需调整光路； 8） 超强的柔性导光效果：体积小巧，结构紧凑，易于柔性加工要求。
华工科技 大族激光 武汉楚天激光成套设备有限公司 武汉金运激光 上海团结百超数控激光设备有限公 司 南京东方激光有限公司 沈阳新大陆集团有限公司 武汉团结激光
激光切割发展现状
目前，中国高功率激光加工系统的市场保有量接近20000台套，已初 具规模，是全球工业切割系统增长的重要组成部分。经调查发现， 2014年国内大型激光切割设备的总销售额达到近40亿元，年销售量 超过2000台套，其中在中低端产品方面国产设备基本占领国内市场 、并有部分产品出口，而大台面、中厚板激光切割机基本上被国外 设备所垄断，虽国内少数企业也具备此项技术能力，可生产交换双 工作台式和宽幅面地轨式激光切割机，但其在国内市场上并不占优势。 自2010年以来，光纤激光切割以切割薄板时高速、经济节能的巨大优势得到了用户的普遍认可， 几年间取得了迅猛发展，目前千瓦级光纤激光切割系统的年销售量可达一千余台，达到全部激光 切割系统销售量的70%。随着3 kW及以上功率光纤激光器的应用普及，光纤厚板切割工艺不断 成熟，目前已实现25 mm厚碳钢、20 mm厚不锈钢和铝板的切割，将进一步蚕食CO2激光加工 系统的份额。当然，目前高功率光纤激光加工系统在厚板切割的断面质量、性价比方面与CO2 激光相比仍有不足，但这一差距在逐步缩小。
激光切割机切割速度越来越慢的原因【详解】
在使用激光切割机的过程中，随着使用时间的延长，用户可能会发现设备切割的速度没有以前快了，切割的质量也不如以前好了。
这几乎是所有设备的“通病”，只是保持性能的时间长短不一而已。
那么，切割速度为何会变慢？究其原因是设备光纤激光器的功率衰减了。
如果我们把整个光纤激光切割机比作人体，那么激光器就是心脏。
同理，随着年龄的增加，人的心脏功能会逐渐衰退。
人需要合理的膳食、积极的心态、规律的运动，减缓心脏老化；而在使用光纤激光切割机的过程中，也需要注意对激光器的保养，尽量避免长时间不停的运作等。
那么，如何延长光纤激光器的使用寿命呢？1. 如果设备在运行之后不久就出现这种问题，首先考虑是设备光纤激光器本身出现了问题，需要联系厂家进行返修。
当然也不排除，也有一些质量较差的激光切割机，其光纤激光器使用寿命本来就非常短。
2. 光纤激光器的保养。
光纤激光器分为外光路与内光路两部分，一般情况下，内光路都处于密封状态无需维护，而主要的保养工作则是针对外光路部分。
切割环境很大程度上影响到外光路系统的运作。
粉尘污染严重、空气中颗粒和烟雾大的环境下，外光路系统很容易受到污染，因而保证加工现场环境的清洁非常关键。
同时，如果切割时使用辅助气体，也应该保证气体的纯度和质量。
最后，冷水设施的循环水需要随时更换，保持清洁，以避免受到污染。
3. 尽量避免长时间不停运作设备。
设备和人的心脏一样，如果一天24小时都处于高速运行状态，会出现“透支体力”的现象。
因而在条件允许的情况下，每天关机让设备休息几个小时，延长光纤激光器和设备的使用寿命。
注重环境因素的影响，糟糕的环境使得镜片遭受污染同样会使得光纤激光切割机的功率衰减，因此要避免在加工现场出现粉尘，烟雾等。
使用的辅助气体尽量保证压缩气体的质量，冷水设施的水避免受污染等。
既然我们知道了光纤激光切割机切割速度变慢、切割质量变差与光纤激光器的功率衰减有关系，那么为了增加光纤激光器的寿命用户在使用和平常的维护的注意事项必不可少。
反射式体光栅压窄线宽锁波长785nm激光器的使用
反射式体光栅压窄线宽锁波长785nm激光器的使用作者：王艳丽来源：《科技传播》2018年第08期摘要本文通过体光栅作为外腔反馈，实现线宽40dB。
在经过聚焦透镜，耦合到光纤里面，实现光纤耦合输出。
这款小型化激光器提供内置TEC，可保证在-20℃-50℃环境温度下正常工作，且该激光器蝶形封装可提供三种结构选择：自由空间、光纤耦合及模组。
更为突出的优点是，激光器可靠性很高，寿命达20 000h以上。
关键词 LD；反射式体光栅RBG；压窄线宽；锁波长中图分类号 O47 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）209-0093-03一般来说，半导体激光器（Laser Diode 简称LD）由于光谱宽，波长随电流和温度都比较敏感，改善半导体激光器的光束特性通常使用光子注入锁定和外腔反馈技术两种。
外腔反馈常用通常采用标准具、光纤光栅、闪耀光栅等光学元件进行选模。
当采用标准具作为选模元件时，单个标准具存在周期性的通带，往往由于二极管激光器的增益谱线很宽，再加上标准具的厚度不能做到很薄，（例如厚度为0.27nm的标准具的FSR大概在0.8nm左右，厚度为0.27mm的标准具制作上工艺上也很有难度），所以一般情况下会选定很多分立的发射波长，一般需要两个或多个标准具由不同自由光谱区不互相重叠实现窄线宽的输出，这样工艺较为复杂，且锁波效果不理想；采用薄膜滤光片也可以实现单个通带输出，但由于镀膜工艺的限制压窄线宽输出往往不理想，通带的半高宽较大而不能满足实际需求；利用闪耀光栅的1级衍射来实现窄线宽的输出，闪耀光栅的缺点就是效率比较低，且大功率下光栅容易发生变形而导致效率降低。
另外就是直接DFB半导体激光器和DBR半导体激光器，尽管这两种激光器可以做到比较窄的线宽，因为光栅直接在半导体激光器的腔体内，生长工艺复杂，且功率相对低，目前的成本总体很高。
本文采用光纤和柱透镜作为准直光斑光学元件，利用反射式体光栅作为外腔反馈的共同作用来压窄线宽，工艺简单，损耗低，成本相对较低，并容易实现长期稳定的窄线宽的激光输出。
激光器功率衰减规律
激光器功率衰减规律激光器是一种利用受激辐射原理产生高强度、高纯度、高单色性激光的装置。
在激光器的使用过程中，我们经常会遇到激光功率衰减的情况。
这是由于多种因素导致的，本文将详细介绍激光器功率衰减的规律。
激光器功率衰减与激光器的使用时间有关。
随着激光器使用时间的延长，激光器的功率会逐渐下降。
这是由于激光器内部的光源和光学元件会受到长时间使用的磨损和老化，导致光的损耗增加，从而使激光器的功率下降。
激光器功率衰减与激光器的温度有关。
激光器在工作过程中会产生大量的热量，如果激光器没有良好的散热系统，温度会不断上升。
当温度超过激光器的额定工作温度范围时，激光器的功率会受到限制，发生衰减现象。
激光器功率衰减还与激光器的使用环境有关。
激光器在使用过程中会受到各种环境因素的影响，如湿度、气温、灰尘等。
这些环境因素会影响激光器的光路，导致光的损耗增加，从而使激光器的功率下降。
激光器功率衰减还与激光器的工作状态有关。
激光器在不同的工作状态下，其功率衰减的程度也会不同。
例如，在连续工作状态下，激光器的功率衰减速度比较快；而在脉冲工作状态下，激光器的功率衰减速度比较慢。
为了减少激光器功率衰减，我们可以采取一些措施。
首先，定期对激光器进行维护保养，及时更换老化的光源和光学元件，确保激光器的正常运行。
其次，保持激光器的工作温度在额定范围内，避免温度过高或过低。
此外，在使用激光器时，要注意环境卫生和湿度控制，避免灰尘和湿气对激光器的影响。
激光器功率衰减是激光器使用过程中不可避免的现象。
它受到多种因素的影响，包括使用时间、温度、使用环境和工作状态等。
了解激光器功率衰减的规律，可以帮助我们更好地使用和维护激光器，延长其使用寿命，提高工作效率。
光纤激光和CO2激光那种好？有什么不同特点？
光纤激光和CO2激光那种好，有什么不同特点？激光设备以期的优异性能，越来越多的应用于各个行业，激光器有很多种类，产生的激光也是不同的，每种激光都有自己的特点，适用的行业也是不同的，我们现在应用于雕刻、切割行业的激光器，主要是光纤激光器和CO2激光器这两种，那么，光纤激光和CO2激光那种好哪，都有什么不同？首先，两种激光器的激发介质不同，产生的激光特性是不同的，光纤激光的波长是1.06μm，CO2激光的波长是10.8μm，都属于红外光，聚集后都能产生高热，融化或者气化材料，但是不同的材料对他们的吸收性能不同；非金属材料对光纤激光的吸收率很低，所以光纤激光不适用切割非金属材料；CO2激光非金属和金属都可以吸收，都能切割，但是对高反光材料就不行了，铜、铝类材料不适用。
光纤激光的电-光转换率一般是30%，CO2激光的电-光转换率是10%，一样的激光功率，光纤激光器能耗低；光纤激光因为波长小，聚集的光斑很小，可以达到0.01mm,在切割薄板时割缝小，速度快，是CO2激光的2-3倍，割缝最小0.1mm,最小割圆能0.45mm,所以光纤激光特别适合金属薄板切割。
CO2激光现在主要是用于非金属材料的雕刻切割了。
光纤激光是通过光纤传输的，可以弯曲，设备安装简便，适应多种工况；CO2激光是直线传输不能弯曲，通过反射镜折射，对设备的安装技术要求高。
光纤激光器是免维护的，寿命期内没有维护和配件费用；CO2激光器，需要定期清理激光管壁和反射镜的杂质，技术要求也高，使用中维护费用高。
以上的这些性能差异，所以在金属板材切割行业，大家普遍采用了光纤激光器；但是在非金属材料的加工时，还是需要CO2激光器。
CO2激光也有他的突出特点，那就是切割面光洁度好，垂直度高，在精密加工和高级工艺品加工时，还是会选用CO2激光器，正所谓：尺有所短，寸有所长，采用哪种激光器，就要看是加工什么材料，要达到什么加工效果了。
以上是我公司的技术人员在工作中的一些经验总结，希望对您有帮助，不足之处请各位大神们批评指正。
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半导体小功率10mW左右的激光器寿命是多久
一般来说，激光器阈值电流越小，使用寿命越长；阈值电流越大，
使用寿命越短。
正常情况下，光纤通讯用半导体激光器的阈值电流电流
为8～12mA，连续使用寿命在10 万小时以上；其它小功率半导体激光器
的阈值电流为20～40mA，连续使用寿命在2～3 万小时；大功率半导体
激光器的阈值电流为80～150mA，连续使用寿命在5000 小时左右。
这要看激光器的种类,一般来说气体激光器只要换气,其寿命是非常长的.固体激光器只要换泵浦源并且使用环境理想的话,其寿命是无限长.半导体激光器以及含有半导体激光器的各类激光器其寿命受到半导体材料老化的影响。
另外,实际使用中,气体激光器对环境的要求要比固体激光器低,因此一般来说气体激光器的工业使用寿命更长一些.
光纤激光器寿命为什么那么长
工作物质为晶体，可支持长时间激励，而且激光在光纤内振荡，产热少，只需风冷。
感觉也不能说寿命长，只不过不像气体激光器那样需要时常更换工作气体，又由于产热少，冷却设备也很简单。
但是高功率的光纤激光器也有缺陷，有的部件也很容易坏。
光纤激光器电－光转化效率高，转换效率达30%以上，小功率光纤激光器无需配冷水机，采用风冷，可大幅度节约工作时的耗电，节省运行成本，达到最高的生产效率；
光纤激光器寿命受限于半导体激光器泵源的寿命、有源光纤的光暗化效应、以及光隔离器、准直器等器件的可靠性。