概括
本研究介绍了一种具有LP11模式输出的高功率光纤激光器,与单模激光器相比,在接中实现了更高的融合深度. 这种进步为工业加工应用提供了巨大的潜力.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 工业激光应用的应用
背景情况:
- 高功率光纤激光器对于工业加工至关重要,但实现非圆形对称高阶模式仍然是一个挑战.
- 现有的单模光纤激光器在需要特定光束配置来增强材料相互作用的应用中存在局限性.
研究的目的:
- 开发和演示一个高功率的全纤维激光器,能够输出LP11模式.
- 评估LP11模式光纤激光器的性能和工业适用性,特别是用于接厚板.
主要方法:
- 制造长期光纤格子 (LPFG) 以实现高效的LP01到LP11模式转换.
- 使用保持偏振的光纤 (PMF) 来确保LP11模式的稳定传输.
- 构建和测试一个600W偏振维护光纤激光系统与LP11模式输出.
主要成果:
- 使用LPFG实现了LP01到LP11模式转换的90.56%的效率.
- 在PMF中证明了稳定的LP11模式传输,空间模式重叠比率超过0.95.
- 开发的LP11光纤激光器实现了600W的输出功率,光束质量M2为2.84.
- 在厚厚的Al板接中,与商用单模光纤激光器相比,在100mm/s的速度下,化深度是1.88倍.
结论:
- 开发的LP11模式全纤维激光器展示了高效率,稳定模式传输和在接中卓越的性能.
- 这项技术在工业加工应用中具有巨大的潜力,需要非循环对称的高阶模式.
