毫秒級高脈衝能量光纖激光器的時域脈衝整形

準連續（QCW）高脈衝能量光纖激光器已經成功拓展至燈泵浦激光器的“最後陣地“ 之一——高脈衝能量，低占空比激光加工領域。下圖為150 W 準連續高脈衝能量光纖激光器，可在10 Hz 脈衝頻率範圍內提供15 J 單脈衝能量，脈寬10 ms，這也是燈泵浦激光器的典型脈寬。

試驗結果表明，準連續（QCW）高脈衝光纖激光器不僅能夠利用標準方形脈衝波形進行高質量的點焊，還能夠切割厚度達到數毫米的高反材料，如鋁板、銅板等。

　　
試驗

　　
最近，準連續激光器在功能上又增添了新的選項——脈衝信號發生器（PSG）。脈衝信號發生器是一種複雜的激光控製軟件包，能夠對幾乎不限數量的複雜的時間脈衝進行編程控製（如圖1所示）。

　　
事實上，時域脈衝控製在數年前就已經廣泛用於燈泵浦激光器，在點焊應用中必不可少。這種需求最初源於人們希望激光脈衝在末端能夠放緩下降梯度，以防止在重疊的激光點焊焊縫端部出現由偽鎖孔塌陷所導致的多孔疏鬆。

圖2 利用脈衝信號發生器（PSG）進行Eglise脈衝整形

　　
與傳統的燈泵激光器相比，光纖激光器的優點在於泵浦二極管的接通時間短得多，因此可以應用更短的脈寬增量或脈寬部分，從而形成更為複雜的脈衝波形。

　　
脈衝整形能力在異種金屬材料和高反金屬材料的微焊接應用中至關重要。圖2及圖3為兩個時域脈衝形狀效果的對比。人們可以通過時域脈衝整形，改善凝固條件，並根據每個焊接應用的特點對單個脈衝進行精細調整。

總結

　　
從圖3中我們可以發現，在單個焊點中冷凝形成的同心波紋較少，焊點中心位置管線也較少，這表明較長的脈衝尾波使凝固過程減慢。全麵的激光方案評估需要多方麵的技術支持，在選擇激光型號及光學配件之前，還需要綜合考量項目的可行性、生產率等多方麵因素。

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