金属切割领域光纤激光应用前景探讨

      自激光诞生以来，产业界就对其优异的性能报以极大的兴趣，并捷足先登获得了应用。预计产业界2011使用的激光器产品销售额超过17亿美元，而激光设备的销售额超过66亿美元。其中，金属加工行业占居绝大部分。

　　在金属加工行业，激光的应用已有数十年的历史。长期以来，金属切割领域，1000W以上的CO2激光器占主导地位。近年，以华俄激光为代表的国内激光设备商推出的中功率（500W）灯棒式YAG金属激光切割机获得了市场的广泛的认可，占领了国内低端金属切割机市场。

　　但是，无论是CO2还是灯棒式YAG激光，激光的产生原理决定了其性能受到一定的局限。大功率CO2激光器体积庞大，但激光发散角较小，可以采用飞行光路实现切割的工艺要求，但光斑粗大，能量密度低是其很大的弱点。灯棒式YAG激光的光斑能量密度可以做到远小于CO2激光器，但光束发散角很大。即使是国内较具代表性的华俄激光的灯棒式YAG激光，也只能实现半飞行光路，难以做到全飞行光路实现切割的工艺要求。

　　具有高效、高能量密度及柔软传输性的激光，是金属切割行业梦寐以求的产品。

　　激光器问世不久，美国光学公司（American optical corporation）的Snitzer 和Koester于1963年首先提出光纤激光器和放大器的构思。1966年高锟和Hockham提出了光纤通信的基本概念。1970年后光纤通信经历研究开发阶段（1966－1976），实用化阶段（1977－1986）迅速进入1986年以后的大规模光纤通信建设阶段。随着光通信的迅猛发展，光纤制造工艺与半导体激光器生产技术日趋成熟，为光纤激光器和放大器的发展奠定基础。英国的南安普敦大学和通讯研究实验室、德国汉堡技术大学、美国的Polaroid  Corporation,Bell实验室，日本的NTT、Hoya均在光纤激光器研究中取得许多重要成果。