光纖激光器的出現重塑了鈑金製造業(ye) 的世界。與(yu) 以前的 CO₂ 激光器相比，它可以更快、更經濟地加工更廣泛的金屬。它還大大減少了維護工作量，延長了正常運行時間，提高了產(chan) 量。

許多加工車間和製造商已經轉向使用光纖，但還有許多其他工廠和製造商仍然采用二氧化碳或剛剛開始轉向光纖激光設備。如果您剛接觸光纖激光器或正在考慮投資光纖激光器，有一點需要明確的是：了解光纖激光設備中光學組件的維護與(yu) 保養(yang) 。

光纖激光設備中，除了切割頭中的保護窗外，沒有任何需要更換的關(guan) 鍵光學部件。而且光纖用戶需要知道的第二件事是更換保護窗非常容易，任何機器操作員都可以做到。

光纖激光器 VS 二氧化碳激光器

為(wei) 了進一步了解光纖維護的簡易性，我們(men) 隻需知道使用 CO₂ 激光設備中光學元件維護的複雜性即可。MKS 儀(yi) 器公司旗下 Ophir Optronics Solutions Ltd. 的銷售運營總監 Yoram Mor 表示，在廠家和製造商使用 CO₂激光器的時代，由於(yu) 頻繁更換光學元件，他們(men) 需要購買(mai) 大量的光學元件。無論是當時還是今天， CO₂ 激光器都包含大量的光學組件，包括腔體(ti) 和外光路中的光學透鏡和反射鏡。

“二氧化碳激光的光路有很多需要精確調整的鏡片，” Mor  說。“像灰塵汙染這樣常見的事情就可能導致它們(men) 需要定期保養(yang) 維護。雖然使用者可以自行進行一些維護和更換，但在某些涉及激光腔或激光源時，必須由專(zhuan) 業(ye) 服務公司來修複或更換鏡片。“ “相比之下，光纖激光器的維護更容易，它的內(nei) 部有一根帶有光纖的柔性光纜，用於(yu) 連接激光源和切割頭，” Yoram Mor 補充說到。

由於(yu) 光學元件僅(jin) 僅(jin) 位於(yu) 切割頭中，激光腔或者激光源中都沒有易損的光學元件，因此光纖激光器中的光學元件數量大大少於(yu)  CO₂激光器中的數量。這是一個(ge) 完全不同的係統，維護要求也完全不同。

切割頭組件

光纖激光器所需的的唯一光學維護任務在於(yu) 切割頭，其中有多個(ge) 光學鏡片及保護窗。

光纖激光器的切割頭是一個(ge) 複雜的組件，一般有兩(liang) 個(ge) 非球麵或者兩(liang) 對雙鏡片組合鏡片組成：一個(ge) 用於(yu) 準直從(cong) 光纖發出的發散激光束，一個(ge) 用於(yu) 聚焦。加上兩(liang) 個(ge) 保護窗口: 一個(ge) 窗口位於(yu) 光纖和第一個(ge) 透鏡之間，一個(ge) 窗口位於(yu) 第二個(ge) 透鏡和工件之間。由於(yu) 鏡片受到兩(liang) 個(ge) 窗口的保護，因此它們(men) 的使用壽命相對比較長。它們(men) 受到良好的保護，免受外部環境的影響。並且盡管不同應用中情況不同，但是每年更好的次數比較少。

Ophir 的電動變焦鏡頭，推動市場向更小尺寸、更優(you) 化的重量和功率轉變

更換防護窗是日常維護的一部分，以保護切割頭中的光學鏡片免受灰塵、汙垢和工件背麵飛濺物的影響。更換頻率取決(jue) 於(yu) 環境以及最終用戶需要的切割量。如果機器處於(yu) 苛刻的環境中，它可以每天更換。Mor 說。“我們(men) 看到客戶每天更換一次窗口，每隔一天更換一次，每周一次，每隔一周更換一次。這僅(jin) 取決(jue) 於(yu) 機器的功率水平、切割的基材、環境的清潔度等。”

當透鏡暴露在灰塵和汙垢中時，並自然吸收環境中的熱量。當熱量上升到一定程度時，會(hui) 發生熱透鏡效應，從(cong) 而改變透鏡的形狀並消除切割區域上的焦點。激光束需要精確聚焦到切割材料的目標區域，還要聚焦到材料的深處。當焦點發生轉移時，您的切割效果會(hui) 不均勻。

需要更換窗口的指標通常是相同的：切口不如以前那麽(me) 好。除此之外，現代機器通常具有嵌入式技術來提醒用戶窗口需要更換。更換窗口的過程就像拉出抽屜一樣簡單。你把它拉出來，拆下窗戶，然後滑入一新窗口。MKS Ophir 的窗口采用真空密封包裝出售，以保證清潔度，用戶在更換過程中唯一需要做的就是：靠近加工機器，打開窗口的真空包裝， 進行更換。雖然窗口的價(jia) 格相對較低，約為(wei) 50 美元，但 Ophir 鼓勵客戶購買(mai) 最高質量的窗口，因為(wei) 它們(men) 的使用壽命更長，並且可以更好地保護光學元件。

替換窗口相當於(yu) 智能手機的屏幕保護膜。手機用戶可以自行更換保護膜，但不能更換屏幕，窗口也有多種價(jia) 格範圍可供選擇。但您不能輕易打開切割頭並更換光學元件。這必須由授權方在潔淨室中完成。

切割頭的高敏感性

“即使你認為(wei) 你的環境是幹淨的，如果你打開切割頭，鏡片也會(hui) 立即變髒，”Mor 嚴(yan) 肅說。“你可能看不到汙垢，但在顯微鏡下，鏡頭看起來就像被扔進了垃圾桶。即使是最少量的灰塵或汙垢也會(hui) 影響1微米激光波長的切割質量。” 這就是為(wei) 什麽(me) 切割頭製造商出售內(nei) 置光學器件的切割頭的原因，最終用戶一般沒有合適的環境來打開切割頭並自行更換鏡片。

用戶可以對光纖激光器進行一些 DIY 維護，但是光學元件的更換必須由專(zhuan) 業(ye) 人員在潔淨室中完成

切割頭內(nei) 部的光學鏡片大約每年需要更換一次。但與(yu) 窗口一樣，頻率取決(jue) 於(yu) 多種因素，例如激光器運行的次數以及所采用的功率大小。用戶更換防護窗的頻率和所用窗戶的質量也影響光學鏡片的更換頻率。無論如何，當需要更換光學透鏡時，激光器或切割頭製造商必須參與(yu) 其中。

切割頭中鏡片的材質

光纖切割頭中的光學透鏡由熔融石英製成，這種原材料具有專(zhuan) 為(wei) 光纖激光波長定製的低吸收率和低的熱膨脹。Ophir 的鏡片還具有特殊塗層，可以吸收盡可能少的熱量。在設計光學元件時，我們(men) 必須考慮很多因素，包括元件的尺寸、原材料的類型以及塗層的類型。根據應用的不同，塗層可以以不同的厚度塗覆1到20層。我們(men) 可以根據客戶的要求提供不同的塗層，以提供最佳解決(jue) 方案。

當切割頭製造商與(yu) Ophir 合作開發新鏡片時，整個(ge) 過程高度協作。功率水平和光學尺寸等規格提交給 Ophir 團隊。同時原始設備製造商將對各種材料進行各種現場測試。這些現場測試的結果將提供對光學器件性能的深入評估，並將用於(yu) 性能數據說明，以便為(wei) 客戶提供切割速度、功率等各種性能的相關(guan) 信息。

結語

“總之， CO₂ 激光器和光纖激光器之間的區別幾乎就像普通汽車和電動汽車之間的區別一樣，”Mor 總結道。“對於(yu) 普通汽車，你可以自己做一些維護和修理，但對於(yu) 電動汽車來說，雖然所需的維護要少得多，但如果需要任何維修，您必須讓授權的服務公司來完成這項工作。”