＊課程內容：
(一).交換式電源（以下簡稱SMPS）之用途
(二).SMPS常用之架構和種類
(三).常見之規格內容及名詞解釋
(四).如何設計SMPS及成本考量
(五).SMPS 製造流程
(六).SMPS 測試設備
1.SMPS之用途：
我們先以日常生活中會用到的電器用品來說明，清早起來打開電子式日光燈或電子式檯燈，刷牙時，充電式電動牙刷之充電器，用遙控器打開電視機看新聞，用電磁爐或微波爐加熱早餐，出門搭電梯下樓，進入辦公室時，放眼望去每一種需插電的事務機器，電話、傳真。。。，大致可以說需用到電的產品，就是SMPS的可能用途。所需的規格要求及線路架構則隨使用場所，價格上會有極大差異。
一般可分為：
●商業用（ 0 - 70 ℃）------即一般日常生活所接觸到的電器用品，如電腦、影印機所使用者
●工業用 (-25 – 125 ℃) ------工業產品所使用者，如SMD機器、CNC機器中的POWER即是
●醫療用 (-25 – 125 ℃) ------醫療機器所使用者，如洗腎機、心電圖機中的POWER即是
●軍事用 (-40 - 125 ℃) ------軍事用途，如飛彈、戰艦、坦克中所用到的POWER
2.SMPS 常用之架構和種類：
2.1.依輸出 / 輸入使用的電壓高低可分為：（適用於非隔離的環境＊）
＊所謂非隔離的環境：如同下列所提的環境，都是自己形成一個系統，輸入與輸出共地，不會與其
他的系統連線，而且接地良好，不會對使用者有漏電的危險，例如其中所提
的系統輸入都屬於低電壓輸入，而且使用者接觸的機殼都是接地（GROUND），
沒有被電到的危險。
(a).降壓式 (Buck) : 輸入比輸出高 ,例如卡車之車用冰箱中的POWER將24V轉12V
Fig. 2-1
(b).升壓式 (Boost) : 輸入比輸出低，例如電擊棒將電池電壓9V升高為1000V
Fig. 2-2
(c).降升壓式 (Buck-Boost) : 輸入比輸出低或高 ,例如汽車充電器充筆記型電腦19V電池，而汽車
電池有轎車12V及卡車24V兩種
Fig. 2-3
（線路動作原理請參見相關SMPS基本原理說明）
2.2.一般常用架構可分為：(適用於需隔離的環境＊)
＊所謂需隔離的環境：用專業術語來說就是──輸入與輸出不共地，例如帛漢的DC／DC使用於網
路卡，而網路連線就是一個典型的隔離環境，因為兩部電腦的輸入接地不
一定相同（插頭不一定插同一方向），如果使用非隔離的電源，將會天下
大亂，而且會有因兩部電腦地的電位不同，造成兩部電腦間大電流流動，
而使保險絲燒毀。
(a).自激式 (Free Running) ： 0.5W ～ 50W
自激式一般稱為RCC線路，是返馳式的其中一種架構，其震盪頻率隨負
載而變：輕載時振盪頻率高，重載時震盪頻率低。
(b).返馳式 (Fly-Back) : 3W ～ 200W
在此將其定義為常見的定頻式PWM（脈波寬度調變式）架構，其脈波寬
度隨負載而變：輕載時脈波寬度窄，重載時脈波寬度寬。能量轉移是靠
N-MOS Q1 ON時先存於主變壓器T1的GAP中, N-MOS Q1 OFF時，主變
壓器的能量，經由D1傳到輸出電容C1。而Rs則是用來偵測輸出瓦數，
達到保護的目的。
Fig. 2-4
(c).前饋式 (Forward) ： 60W ～ 300W
前饋式 (Forward) 的動作原理與返馳式 (Fly-Back) 接近，唯其能量
是於Q1 ON時先經由D1存於CHOKE L1中（T1沒有GAP），Q1 OFF時，
L1的能量經由D2傳到輸出電容C1。注意T1 的磁滯曲線只在第一相限
活動。
Fig. 2-5
(d).推挽式 (Push-Pull) ： 150W ～600W (Half-Bridge)
600W 以上 (Half-Bridge)
推挽式 (Push-Pull) 的動作原理則又與前饋式 (Forward) 接近，只是
T1 的磁滯曲線則在第1＆3相限活動。
Fig. 2-6
2.3.一般種類可分為：
(a).AC to DC ( Adapter ) : 常用於日常生活中，如計算機、筆記型電腦、無線電話機、充電器…
(b).DC to AC ( Inverter ) : 如筆記型電腦中背光板燈管用電源
(c).DC to DC ( Converter ) : 如帛漢現有產品5V轉 9V
(d).AC to AC ( Converter ) : 如變頻器、電子式安定器……
3.常見之規格內容及名詞解釋：
一般規格區分為以下內容：
● AC 或 DC 輸入要求……………………………….………….(3.1).
● AC 或 DC 輸出要求………………………………………....(3.2).
●異常使用保護 (Protection) ……………………………….(3.3).
●操作環境要求 (Operation Environment) ………………..(3.4).
● Safety(安規)及各國國家標準……………………………….(3.5).
● EMI Conduction (電磁傳導) & Radiation（電磁輻射）…(3.6).
● MTBF (Mean Time Before Failure) 可靠度要求………….(3.7).
●機構…………………………………………………………..(3.8).
●名詞解釋……………………………………………………. (3.9).
現分述如下：
3.1.AC 或 DC 輸入要求 :
(a). Input Voltage Range : 輸入電壓範圍（V），最低～最高，例如：台灣、美國為90～135 Vac ,
歐洲、大陸則為180～264 Vac .若為Universal 則為90～264Vac。
(b). Input Frequency : 輸入AC電源的頻率（Hz），視各國發電機系統而定，例如：日本為50Hz ,
台灣為60Hz，歐洲、大陸為50Hz。
(c). Inrush Current : 輸入突波電流（A），指開機瞬間或剛插插頭時，流過電源線的尖波電流，通
常於冷開機狀態下測得為標準。造成的原因是SMPS輸入端有電容，開機瞬
間電容需要充電而形成類似短路，於是產生尖波電流，需要於輸入回路加入
熱敏電阻予以限制，否則會造成斷路器跳脫。一般要求：115Vac時＝30A Max. ,
而230Vac時＝60A Max.。
(d). Max. Input Current : 最大輸入電流（A），出現於最低輸入電壓時，通常加入10 ％誤差。
算法為：
Max. Input Current (A) =
輸出瓦數
X 100 % Vin Min. * Efficiency * Cosθ * 0.9
* 該電流值被要求寫在LABEL上。
(e). Input Efficiency : 輸入效率（％），例如：輸出瓦數＝5W, 輸入瓦數＝10W,則效率＝5／10，
即為50 ％。
Input Efficiency (%) = 輸出瓦數
X 100 % 輸入瓦數
＊輸入瓦數係從瓦特表讀到的實功率值，不含功率因數的虛功率（Cosθ）
(f). AC Input Power Factor : 交流功率因數（Cosθ），表示輸入電壓與電流的相位差，一般SMPS
的輸入阻抗為電容性（因輸入有一個大電容），電壓波形將落後電流
波形，而馬達類產品則呈現電感性，電壓波形將超前電流波形；這種
使電壓與電流不同相位，將對發電廠造成虛功率，其值的大小為該相
位差角度取Cos值，例如：有一部SMPS使AC輸入電壓波形落後電流
波形45°，則Cosθ＝0.707,表示若發電廠供應100瓦交流電力（電
表讀到）給該SMPS，則實際功率只有70.7瓦，如果該SMPS的效率為
50％，則輸出端得到的功率輸出為35.35瓦，意思就是說當我們於該
SMPS輸出端負載35.35瓦，對發電廠來說是100瓦的負載（電表讀
到）。而一般未加功率因數補償的SMPS，在AC 115V時Cosθ＝0.6 ,AC
230V時Cosθ＝0.5 ,甚至更低，不難想像為何歐洲要要求SMPS加入
功率因數補償線路。
附註：功率因數補償線路分為主動式（Active）與被動式 (Pasive)，主動
式的Cosθ＝0.9 Min.,而被動式的Cosθ＝0.7 Typ.
3.2.AC 或 DC 輸出要求 :
(a). Output Accuracy : 輸出電壓容許誤差值（％），一般為5％，輸出電壓簡稱 Vo
(b). Max. Load : 最大輸出負載電流（A），亦即為該SMPS設計的最大輸出瓦數，因為P ＝ V＊I，
例如：一部5V的SMPS，標示最大輸出負載電流 Io ＝ 2A,即表示最大持續輸出瓦
數＝10W.
(c). Min. Load : 最小輸出負載電流（A），標示最小的輸出負載電流，表示該SMPS為維持輸出電壓
穩定，所需的最小輸出電流，Adapter的Min. Load為0 A.
(d). Peak Load : 短時間輸出負載電流（A），簡稱：Ipeak，表示該SMPS可允許短時間的輸出負載
電流，通常時間為30秒，而負載為Max. Load的1.2～1.5倍，視負載的產品而不
同。例如傳真機Ipeak為Io的5倍左右，External Hard Disk 為1.4倍左右。
(e). Output Ripple : 漣波（mV），由於SMPS本身是靠連續不停的振盪，有一個基本震盪頻率，每
一個週期都有ON與OFF，輸出電容不停的充放電，於是輸出電壓上就重疊著
一個交流的成分，稱為漣波。該漣波隨負載大小而變,一般為輸出電壓值的1
％，例如：5V輸出時，漣波規格為50mV Max.
(f). Output Noise : 雜訊（mV），以前面SMPS架構中的Fly-Back為例，可以看到初級端有MOS Q1，
次極端有Diode D1, 在每一個週期ON／OFF時，由於半導體的特性，當打開或
關閉時，都會有上升與下降的時間延遲，而在ON／OFF轉態時，MOS Q1與Diode
D1會有一極短暫的時間是同時ON，此時就電路而言會產生很大的電流通過Q1、
D1，於是在輸出電壓上產生雜訊，這同時也是EMI不良的兇手，一般的SMPS很
難克服這問題，都是靠輸出端再串一級L─C濾波（參見方塊圖），而且規範測
試時，示波器頻寬要小於20 MHz,並且需要並聯電容，這實在是不得已的。
(g). Hold-Up Time : 維持時間（mS），當AC輸入電壓OFF（關機、停電）時，輸出電壓維持正常的
持續時間，通常標示為20 mS / @ 115Vac,60Hz Full Load ,該值是由輸入電
容與變壓器的圈比來決定，電容越大維持時間越長。
(h). Rise Time : 輸出上升時間（mS），輸出電壓從10％爬升到90％的時間，通常為50 mS.
(i). Power Good Signal : 輸出OK（mS），一般PC用到多組輸出，為使各電路運作正常，於是需要
於開機時，有一個齊步走的訊號，代表各個電壓已完全正常。該訊號的規
格為；比＋5V延遲100～500 mS。
(j). Power Fail Signal : 輸出Fail（mS），與Power Good是同一個訊號PIN，當電源OFF時該訊
號需提早歸零，通知CPU電源已經OFF了，趕快將該存的資料存起來。該
訊號的規格為；比＋5V提早1 mS Min.
(k). Over-Shoot : 由於SMPS受限於振盪頻率，對輸出電壓無法像Linear線路般隨時監控著，於是當輸出負載切換時（比如重載切輕載），輸出電壓會有一段盲點，出現往上衝的
現象，定義往上衝多少就稱為Over-Shoot，一般為5％。
(l). Under-Shoot : 如同Over-Shoot，輸出電壓在盲點時也會往下掉，定義往下掉多少就稱為Under -Shoot，一般為5％。
(m). Line Regulation : 輸入穩壓率（％），當輸入電壓由最低（90Vac）變化到最高(135Vac)，此
時輸出電壓的變化率稱為Line Regulation，例如：輸入電壓90Vac時Vo =
Vo90, 輸入電壓115Vac時 Vo = Vo115, 輸入電壓135Vac時Vo = Vo135，取最大偏差值與115Vac比較時，算法如下
Line Regulation (%) = Vo最大偏差值– Vo115
X 100 % Vo115
＊通常規格為1 ％
(n). Load Regulation : 負載穩壓率（％），當負載電流由最低（Min. Load）變化到最高(Max. Load)，
此時輸出電壓的變化率稱為Load Regulation，例如：最低負載電流時Vo =
Vo ML，最高負載電流時Vo = Vo FL，算法如下
Load Regulation (%) = Vo ML (Min. Load) – Vo FL (Max. Load)
X 100 % Vo FL (Max. Load)
＊此時Min. Load 的大小對負載穩壓率的影響非常大，需要與客戶密切的溝通，如果Min.
Load標示太小，而Load Regulation 要求也要小，則勢必要加上假負載在SMPS這一端，
造成 Input Efficiency 又很難符合。
＊通常規格為5 ％
(o). Cross Regulation : 交互穩壓率（％），當SMPS輸出不只一組時，另外一組負載的輕與重會對
本組輸出造成影響，例如：V1 = +5V, V2 = +12V，+12V的負載輕與重情況
會造成+5V的輸出變化，再加上+5V本身負載也有輕與重，於是產生4種組
合情形，現僅算其中+5V本身於輕載時的算法如下
Cross Regulation (%) = +5Vo (+12V @ 20% Load) – +5Vo (+12V @ 100% Load)
X 100 % +5V (+12V @ 100% Load)
＊通常規格定義各組負載變化＝ 20 ％～ 100 ％ Full Load，由於輸出越多則組合情形越多，生產時則選情況最差時的組合條件來測
(p). Combine Regulation : 綜合穩壓率（％），將Line Regulation 與Load Regulation的條件同
時加入SMPS測試，算法同上
(q). Transient Recovery Time (Transient Response) : 當負載由規定的速度（A／uSec）變化某一
個％ Full Load時，輸出電壓恢復穩定所需的時間，一般規格為 250 mS
Max.
3.3.異常使用保護 (Protection)
(a). Over Voltage Protection : 過電壓保護，當輸出電壓上升到某一額定電壓時，過電壓保護電路
即發生動作，使輸出電壓降到零或維持某一設定的值，達到保護
SMPS的目的；一般規定過電壓為正常電壓的1.1～1.3倍。
(b). Over Current (Load) Protection : 過電流保護，當輸出電流增加到某一設定值時，過電流保
護電路即發生動作，使輸出電流不再增加，甚或降到零或維
持某一設定的值，達到保護SMPS的目的。通常有加入該參
數者，即需要加上定電流電路
(c). Over Power Protection : 過功率保護，當輸出瓦數增加到某一設定值時，過功率保護電路即發
生動作，使輸出瓦數不再增加，進而往下降直到降為零，達到保護SMPS
的目的。
(d). Over Temperature Protection : 過溫度保護，當SMPS本身某一含有偵測溫度電路的零件達到
設定的溫度時，即觸發電路動作，使該SMPS停止輸出，進而
使溫度下降，達到保護SMPS的目的。
3.4.操作環境要求 (Operation Environment)
(a). Temperature : 全載情況下，可容許的操作溫度範圍，例如：0℃～ 40℃
(b). Humility ：指該SMPS可容許的濕度環境，例如：20％～85％ RH
(c). Attitude ：指該SMPS可容許的相對高度，例如：10000 ft
(d). Vibration : 指該SMPS符合的震動條件，參見各廠家的要求。
(e). Shock : 指該SMPS符合的衝擊條件，參見各廠家的要求。
(f). Cooling : 冷卻方式，一般有：
● Air Convection (對流) : 自然散熱
● Conduction（傳導）: 以散熱器幫忙散熱
● Air Force （風扇）: 以風扇吹
3.5.Safety(安規)及各國國家標準
(a). Leakage Current : （漏電流）
指輸入端對外殼的漏電流量,一般商業用為 750 uA, 一般醫療安規為250 uA,美國地區甚至要
求100 uA 以下
(b). Hi-Pot Test : （耐高壓測試）
●有接地的系統(Class Ⅰ.) 要求：
(1).初級 (Primary) <=> 次級 (Secondary) : 1500 Vac / 60 秒
(2).初級 (Primary) <=> 接地 (F.G.) : 1500 Vac / 60 秒
●無接地的系統(Class Ⅱ.) 要求：
(1).初級 (Primary) <=> 次級 (Secondary) : 3000 Vac / 60 秒
(c). 常見的安規LOGO 如下：
● UL ……………………………………. 美國
● CSA ………………………………….. 加拿大
● TUV ………………………………….. 歐洲
● VDE ……………………………………德國
● T-Mark ………………………………..日本
● Semko / Nemko / Demko /Fimko …..北歐四國
● CE ……………………………………..歐盟
3.6.EMI Conduction (電磁傳導) & Radiation（電磁輻射）
常見的EMI 要求如下：
(a).FCC ……………………………………美國
(b).CISPR ……………………………… 歐盟
(c).VCCI ………………………………. 日本
(d).BCIQ ………………………………. 台灣商檢局
3.7.MTBF (Mean Time Before Failure) 可靠度要求
常見的MTBF 要求分為兩種：
(a).根據 MIL-STD-217 計算預估壽命，一般公司大多採用該方式。
(b).實際 BURN-IN ，根據取樣數及不良品數，計算得到產品壽命值。該方式應為最準確的方法，
但重點是不良品的定義及測試值的取得，困難度非常高，不是一般公司可以做到的。
3.8.機構：
基本要求如下：
(a).外觀形狀…如 Metal Case, Open Frame, Plastic case …,有無風扇，風扇氣流量等。
(b). PCB 尺寸、限高區標示
(c).輸入、輸出連線方式，使用廠牌型號等
(d).LABEL 內容
(e).包裝方式、運輸方法、輸往何方
3.9.名詞解釋：
(a).Direct OFF Line : 直接從市電取得供應電力，不需加任何電源變壓器的裝置
(b).PWM Circuit ： Pulse Width Modulation Circuit，該電路的頻率固定，當回授電路得知輸
出電壓不足時，經由改變波寬大小而使輸出電壓恢復的電路稱之。
(c).Current Fold back : 過電流保護的其中一種現象，當負載電流增加到轉換點時，輸出電流反
折下降，並使輸出電壓降為零的保護動作稱之。
(d).Crow-Bar Protect : 撬桿式過電壓保護，當輸出電壓超過某一預設位準時，輸出端會快速被
短路，而使輸出電壓變為零的一種過電壓保護電路。
(e).Soft Start : 緩開機，是為一種電路控制方式，可防止SMPS於開機瞬間對輸入端產生巨大的
電流需求，得以順利開機，一般在DC／DC上很需要這種電路控制方式，這樣可
以減低對輸入端的負載效應。
4.如何設計SMPS及成本考量
當要設計一台SMPS時，價格是最重要的因素，真正符合客戶需要的產品，才是最好的設計。一般設計步驟如下：
(a).電氣／機構規格確認：
(b). 需求數量、交期
(c). 線路架構選定、估價
(d). 一次樣品 Layout 及試作 （變壓器計算、電容選擇、散熱片選用….）
(e). 送樣樣品Layout 及試作 （電氣、溫升、EMI 、機構）
(f). 送樣文件製作（電氣/機構規格書、線路圖、材料表）
(g). 自我內部評估
(h). 送樣給客戶
5. SMPS 製造流程
當SMPS 經過客戶的R/D 、QA 人員測試(電氣特性、機構尺寸、Conduction 、Radiation 、Safety 、CE), 對方的採購人員應會先下一小量訂單(Pilot Run)以配合對方的系統申請CE or Safety; 若此時power 本身已經有Safety, 則進行的速度會較快, 所以一般採購在詢價時, Safety 通常是第一個考量點。但對power 廠而言, Safety 卻是一個非常大的負擔, 基本三個安規申請下來60萬台幣省不掉。現另就SMPS 在廠內的製造過程(全製程)敘述如下:
(a).工程部發行生產資料:
? 電氣規格書
? 機尺寸規格書
? 線路圖
? 材料表(Bill Of Material 簡稱B.O.M.)
? 測試規格表(上下限規格&測試項目)
? PCB Layout 圖
? 生產注意事項
? 零件承認書
(b).生管人員排定物料進入點、製造上線點
(c).採購人員採購材料(Lead Time)
(d).材料進入IQC 檢驗(AQL 制定)
(e).材料依各階分發至生產線開始製造
(f).自動插件
(g).手插零件插件(零件另外事先加工)
(h).過錫爐(錫爐管制)
(i).剪腳
(j).過二次錫爐
(k).補焊及手工補焊零件 (l).電氣初測
(m).組立外殼等
(n).BURN-IN Test (2~4小時)
(o).Hi-pot / Grounding
(p).成品測試
(q).貼Label (因有Safety Mark 所以Label 務必在已報備過的工廠中貼)
(r).包裝
(s).FQC 人員檢驗
(t).入庫 (當成品放置超過一年者需出庫
BUNR-IN)
6.SMPS 測試設備：
現先就AC／DC為例說明如下：
6.1.工程部：
(a).AC Source --------------- 容量1KVA ,一般均含Power Meter功能
(b).DC Power Supply --------- 0～30V ／ 3 A，雙輸出
(c).Oscilloscope ------------ 100 MHz示波器
(d).Storage Scope ----------- 100 MHz儲存式示波器
(e).Electric Load ----------- 4組負載
(f).Current Probe ----------- 簡易型勾表
(g).溫度計錄器 -------------- 12 Channel 以上
(h).Hi-Pot Tester ----------- 5KV 耐壓測試機
(i).Spectrum Analyzer ------- 頻譜分析儀
6.2.品管部：
(a).AC Source --------------- 容量1KVA ,一般均含Power Meter功能
(b).DC Power Supply --------- 0～30V ／ 3 A，雙輸出
(c).Oscilloscope ------------ 100 MHz示波器
(d).Electric Load ----------- 4組負載
(e).溫度計錄器 -------------- 12 Channel 以上
6.3.製造部：
(a).A.T.E. ------------------ 自動測試系統，含AC Source, Electric Load, Measure Unit.
(b).Hi-Pot Tester ----------- 5KV 耐壓測試機
(c).Leakage Current Meter --- 漏電流表
高功率IPG光纤激光器应用简介 一、IPG光纤激光器简介 1.光纤激光器简介 光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。 2.光纤激光器的优势 首先是使用成本低，光纤激光器替代了不稳定或高维修成本的传统激光器。其次，光纤激光的柔性导光系统，非常容易与机器人或多维工作台集成。第三，光纤激光器体积小，重量轻，工作位置可移动。第四，光纤激光器可以达到前所未有的大功率(至五万瓦级)。第五，在工业应用上比传统激光器表现更优越。它有适用于金属加工的最佳波长和最佳的光束质量，而且光纤激光器在每米焊接和切割上的费用最低。第六，一器多机，即一个激光器通过光纤分光成多路多台工作。第七，免维护，使用寿命长。最后，由于其极高的稳定性，大大降低了运行中对激光质量监控的要求。简单来说就是高功率下的极好光束质量，高光束质量下的极好电光效率，高功率高光束质量下的极小体积、可移动性和柔性。 3.IPG简介 全球最大的光纤激光制造商IPG Photonics由Valentin Gapontsev博士于1991年创建，总部设在美国东部麻省。IPG在德国、美国、俄罗斯和意大利设有生产、研发基地，并在全球设有销售和服务网点，覆盖美国、英国、欧洲、印度、日本、韩国、新加坡和中国，并于2006年在美国纳斯达克上市。
十八年来，IPG致力于纵向合成，所有的核心配件均为IPG研发、生产和拥有，同时也是唯一一个能为客户提供高性价比的光纤和半导体激光器的厂家。 高功率是IPG的优势。全世界已有上千台IPG的高功率(>1KW)光纤激光器在汽车制造、船舶制造、海上平台和石油管道、航空航天和技术加工等工业领域中得以应用。在日本，我们向丰田、三菱、住友在内的客户售出了数百台IPG的大功率光纤激光器。这些激光器的成功应用，说明了IPG光纤激光已成熟，且成为制造业的技术工具之一。依近期国内各厂家、院校、集成商对IPG光纤激光器大量的订单来看，光纤激光在中国市场广泛应用的局面会很快到来，尤其是在金属加工(切割、焊接、熔覆、快速成型等)方面。 二、高功率光纤激光应用领域 1.激光焊接领域的应用 光纤激光器的光束质量好，连续功率大，适用于深熔焊和浅表热导焊。连续激光通过调制可提供激光脉冲，从而获得高峰值功率和低平均功率，适用于需要低热输入要求的焊接。由于高功率激光的调制频率高达1万赫兹，因而能够提高脉冲焊接的产能。光纤输送方式使激光能够灵活地集成在传统焊钳、振镜头、机器人和远程焊接系统内。无论采用何种光束输送方式，光纤激光器都具有无可比拟的性能。典型的点焊应用包括依靠振镜头传送光束，从而完成剃须刀片和硬盘挠曲的焊接，从而充分地利用光纤激光器的脉冲功能。光纤激光器的光斑小，焦距长，因而远距离激光焊接的能力大大提高。1-2米的工作间距与传统机器人相比使工作区域提高了数倍，配备光纤激光器的远程焊接工位包括车门焊接、多点焊接和整个车身框架的搭接焊接。光纤激光器焊接的其它例子包括传动部件全熔焊、船用厚钢板深熔焊、电池组密封焊接、高压密封等等。图1展示了光纤激光焊接的效果。
激光切割机六大核心部件,必须了解! 在金属加工当中,光纤激光切割机以其高效高质的优势,逐渐取代传统工艺成为金属加工 行业利器。 但即使同样都叫光纤激光切割机,内里配置不同设备的加工效率和效果都会有很大差异, 对于光纤激光切割机而言,六大核心配件选购时一定要看。 1、光纤激光器 激光器是激光设备最为核心的“动力源”,就像汽车发动机一样,也是光纤激光切割机中最为 昂贵的部件。目前市面上光纤激光器进口品牌有德国IPG、ROFN,英国SPI,美国相干等等,随着技术的发展,国产激光器品牌如锐科、创鑫等也崭露头角,以高性价比逐渐受到市场认可。长期以来,我国激光器基本依赖进口,价格昂贵,供货周期长,导致高功率光纤激光切割机价 格高居不下。中国光纤激光器生产商白花齐放局面的产生,打破了国外企业在激光器领域的 垄断,也直接拉低了进口产品的价格。 2、切割头 切割头是光纤激光切割机的激光输出装置,它由喷嘴、聚焦透镜和聚焦跟踪系统组成。激光切割机的切割头会根据设定的切割轨迹行走,但不同材料、不同厚度、不同切割方式情况下,激光切割头高度是需要调节控制的 3.数控系统 控制系统是光纤激光切割机的主导操作系统,主要是控制机床,实现X、Y、Z轴的运动,同 时也控制激光器的输出功率,它的好坏决定了光纤激光切割机的操作性能稳定性,通过软件 的精确控制,可以有效提高精确度和切割效果,目前常用的倍福( Beckhoff )数控系统、PA数 控系统、法利安卡系统等 4、电机 激光切割机的电机是运动系统的核心部件,电机的性能直接影响产品加工的效果和生产效率,目前常用电机包括步进电机、何服电机两大类,根据加工对象的，行业类型和产品类型, 配置最适合的电机 步进电机:起动速度快、反应灵敏,适宜做雕刻加工和要求不高的切割加工价格较低。步进电机品牌较多,性能各不相同。 伺服电机:运动速度快、运动平稳、负载高、性能稳定;加工的产品边缘平滑、切割速度快;价格高,适用于加工要求高的行业和产品 5、机床
浅析高功率光纤激光器 高功率光纤激光器，是相对于光纤通讯中作为载波的低功率光纤激光器而言（功率为mW级），是定位于机械加工、激光医疗、汽车制造和军事等行业的高强度光源。高功率光纤激光器巧妙地把光纤技术与激光原理有机地融为一体，铸造了21世纪最先进和最犀利的激光器。即使是在激光技术发达的国家，光纤激光器也是尖端、神秘和充满诱惑的代名词。2002年6月，光纤激光器空降中国，震撼了中国激光学术和产业界，引起了尊至院士的深情关注！ 一、光纤技术 光纤激光器的最大特点就是一根光纤穿到底，整台机器高度实现光纤一体化。而那些只在外部导光部分采用光纤传输或者LD泵浦源采用尾纤来耦合的激光器都不是真正意义上的光纤激光器。 光纤是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维，主要广泛应用于光纤通讯，其导光原理就是光的全反射机理。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-62.5μm)、中间低折射率硅玻璃包层(芯径一般为125μm)和最外部的加强树脂涂层组成。〈见图一〉光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤：中心玻璃芯较细(直径9μm+0.5μm)，只能传一种模式的光，其模间色散很小，具有自选模和限模的功能。多模光纤：中心玻璃芯较粗(50μm+1μm)，可传多种模式的光，但其模间色散较大，传输的光不纯。 用于高功率光纤激光器中的光纤不是普通的通讯光纤，而是掺杂了多种稀有离子、结构更为复杂、耐高辐射的特种光纤---双包层光纤。
双包层光纤比普通光纤在纤芯外多了一个内包层，对泵浦光而言是多模的，直径和受光角较大，能大肆吸收高亮度的多模泵浦光，在光纤内聚集大量的光子。实践证明：横截面为D型和矩形的双包层光纤具有95%的耦合效率因而得到广泛应用。对于脉冲光纤激光器而言，一个重大的课题就是如何提高光纤的耐辐射能力。目前世界上光纤激光器的单脉冲能力可以达到20,000W，一根头发丝大小的光纤如何能承受如此高的激光辐射？所以必须考虑在光纤内掺杂某种特殊离子防止光纤被烧坏。比如掺杂了铈离子的光纤就是在核辐射情况下，既不会因染色而失去透光能力，更不会受热变形。 二、传统固体激光器 激光器说白了就是一个波长转换器---波长短的泵浦光激励掺杂离子转换成长波长的光辐射，它一般由3部分组成：工作物质、谐振腔和泵浦系统。由于光纤激光器本质上属于固体激光器，所以在此仅比较一下传统Nd:YAG激光器的特性。 工作物质： 工作物质是固体激光器的心脏，它的物理性质由基质材料决定，光谱性质由激活离子内的能级结构决定。在YAG单晶体中掺入三价的Nd3+，便构成了目前广泛应用的YAG激光晶体。它主要有如下明显的特点： 1、YAG棒生长速度很慢，一般小于1mm/h。目前最大晶体棒的直径为40mm，长180mm，所以激光增益从根本上受到限制，无法实现特高功率激光输出。
2009年第12 期 中文核心期刊 高功率光纤激光器发展概况 Survey of high-power fiber lasers ZHANG Jing-song (Electronic communications technology department, Shenzhen Institute of Information Technology,Shenzhen Guangdong 518029,China) Abstract :High-power fiber lasers have wide applications in the filed of optical communication,printing,marking,material processing,medicine etc.High-power fiber lasers may substitute conventional lasers large-ly,have new application of laser,broaden the scope of laser industry.The history and recent development of high-power fiber lasers home and aboard are surveyed.The prospect of high-power fiber lasers is discussed.Key words :high-power fiber laser,double-clad fiber,cladding pump 张劲松 （深圳信息职业技术学院电子通信技术系，广东深圳518029） 摘要：高功率光纤激光器以其优越的性能和超值的价格，在光通信、印刷、打标、材料加工、医疗等领域 有着广阔的应用，将会很大程度上替代传统激光器，并开辟一些新的激光应用领域，扩大激光产业的规模。概述国内外高功率光纤激光器的发展历史与现状。展望了高功率光纤激光器的发展前景。 关键词：大功率光纤激光器；双包层光纤；包层泵浦中图分类号：TN248 文献标识码：A 文章编号：1002-5561（2009）12-0008-03 0引言 从1960年第一台激光器（美国Maiman 等首先用红宝石晶体获得了激光输出）问世到现在近50年过去了，激光技术确如人们所期，渗入了各行各业：通信、生物技术、医学、印刷、制造、军事、娱乐业等。在某些领域，它已经成为不可替代的核心技术。但是激光产业规模还不够大，究其原因，不是人类不需要激光，而是传统激光器不好用：成本高、效率低、故障多。 光纤激光器的出现带来了扩大激光产业规模的希望。光纤激光器激光光束质量好，电-光转换效率高，输出功率大；所有的半导体器件及光纤组件都可以融接成一体，避免了元件的分立，可靠性得到极大提高。 1国外高功率光纤激光器发展概况 光纤激光器的最早有关研究可以追溯到20世纪 60年代初期，当时激光器刚刚出现不久，人们对激光 器的研究投入了极大热情，积极研制开发各种新型激光器。1961年，美国光学公司的E.Snitzer 等在光纤激 光器领域进行了开创性的工作，他们利用棒状掺钕（Nd 3+）玻璃波导获得了波长1.06μm 的激光。 20世纪70年代，光纤通信的研究开始起步，新兴 的光纤通信系统对新型光源的需求极大地刺激了激光器的研究工作。但由于人们的注意力集中到迅猛发展的半导体激光器技术上，以及光纤激光器自身的一些当时无法克服的困难，光纤激光器的研究逐渐沉寂下来。尽管如此，仍然取得了一些值得一提的成就。例如，1973年，J.Stone 等成功地研制出能够在室温下连续工作的掺钕光纤激光器，他们采用的半导体注入型激光器终端泵浦方式对以后实用型光纤激光器的研究具有重要的意义。 20世纪80年代，英国Southampton 大学的S.B.Poole 等用MCVD 法成功地制备了低损耗的掺钕和掺 铒光纤，因为掺铒光纤光纤激光器的激射波长恰好位于通信光纤的1.55μm 低损耗窗口，人们开始认识到光纤放大器和光纤激光器在提高传输速率和延长传输距离等方面无疑将给光纤通信带来一场革命。掺铒光纤放大器（EDFA ）得到了迅速的发展并成为一项成熟的应用技术。但是，光纤通信用的光纤激光器输出功率一般都是毫瓦级，一直以来只局限于光通讯等领域；同时由于巨大的行业差距，几乎无人把它与激光 收稿日期：2009-08-31。 作者简介：张劲松（1969-），男，博士，高工，现主要从事光纤激光器、放大器等方面的研究。 ⑧
光纤激光器的工作原理及其发展前景 1 引言 光纤激光器于1963年发明，到20世纪80年代末第一批商用光纤激光器面市，经历了20多年的发展历程。光纤激光器被人们视为一种超高速光通信用放大器。光纤激光器技术在高速率大容量波分复用光纤通信系统、高精度光纤传感技术和大功率激光等方面呈现出广阔的应用前景和巨大的技术优势。光纤激光器有很多独特优点，比如：激光阈值低、高增益、良好的散热、可调谐参数多、宽的吸收和辐射以及与其他光纤设备兼容、体积小等。近年来光纤激光器的输出功率得到迅速提高。已达到10—100 kW。作为工业用激光器,现已成为输出功率最高的激光器。光纤激光器的技术研究受到世界各国的普遍重视，已成为国际学术界的热门前沿研究课题。其应用领域也已从目前最为成熟的光纤通讯网络方面迅速地向其他更为广阔的激光应用领域扩展。本文简要介绍了光纤激光器的结构、工作原理、分类、特点及其研究进展，最后对光纤激光器的发展前景进行了展望。 2 光纤激光器的结构及工作原理 2.1光纤激光器的结构 和传统的固体、气体激光器一样。光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源一般采用高功率半导体激光器(LD)，增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后．最终形成稳定激光输出。图1为典型的光纤激光器的基本构型。 增益介质为掺稀土离子的光纤芯，掺杂光纤夹在2个仔细选择的反射镜之间．从而构成F—P谐振器。泵浦光束从第1个反射镜入射到稀土掺杂光纤中．激射输出光从第2个反射镜输出来。 2.2 光纤激光器的工作原理 掺稀土元素的光纤放大器促进了光纤激光器的发展，因为光纤放大器可以通过适当的反馈机理形成光纤激光器。当泵浦光通过光纤中的稀土离子时．就会被稀土离子所吸收。这时吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级，从而实现离子数反转，反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并且释放出能量，完成受激辐射。从激发态到基态的辐射方式有2种：自发辐射和受激辐射。其中，受激辐射是一种同频率、同相位的辐射，可
光纤激光器的原理及应用 张洪英 哈尔滨工程大学理学院 摘要：由于在光通信、光数据存储、传感技术、医学等领域的广泛应用，近几年来光纤激光器发展十分迅速，且拥有体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优势。本文简要介绍了光纤激光器的基本结构、工作原理及特性，并对目前几种光纤激光器发展现状及特点做了分析，总结了光纤激光器的发展趋势。 关键词：光纤激光器原理种类特点发展趋势 1引言 对掺杂光纤作增益介质的光纤激光器的研究20世纪60年代，斯尼泽(Snitzer)于1963年报道了在玻璃基质中掺激活钕离子(Nd3+)所制成的光纤激光器。20世纪70年代以来，人们在光纤制备技术以及光纤激光器的泵浦与谐振腔结构的探索方面取得了较大进展。而在20世纪80年代中期英国南安普顿大学掺饵(EI3+)光纤的突破，使光纤激光器更具实用性，显示出十分诱人的应用前景[1]。 与传统的固体、气体激光器相比，光纤激光器具有许多独特的优越性，例如光束质量好，体积小，重量轻，免维护，风冷却，易于操作，运行成本低，可在工业化环境下长期使用；而且加工精度高，速度快，寿命长，省能源，尤其可以智能化，自动化，柔性好[2-3]。因此，它已经在许多领域取代了传统的Y AG、CO2激光器等。 光纤激光器的输出波长范围在400~3400nm之间,可应用于：光学数据存储、光学通信、传感技术、光谱和医学应用等多种领域。目前发展较为迅速的掺光纤激光器、光纤光栅激光器、窄线宽可调谐光纤激光器以及高功率的双包层光纤激光器。 2光纤激光器的基本结构与工作原理 2.1光纤激光器的基本结构 光纤激光器主要由三部分组成：由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和可使激光介质处于受激状态的泵浦源装置。光纤激光器的基本结构如图2.1所示。
20W MOPA光纤激光器应用介绍 应用工程师：无锡创永激光刘工 2016年7月18日
20W MOPA参数表 长脉宽单脉冲能量高，热效应明显，窄脉宽单脉冲能量低，热效应弱；高频率，平均功率高，热效应明显，低频率（10KHz），平均功率低，热效应弱；低扫描速度，低填充密度，激光能量集中，热效应明显，高扫描速度，中等填充密度（），激光能量分散，热 效应弱。
固定脉宽，100%功率，频率由小增大，平均功率线性增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，功率趋于稳定。 固定脉宽，100%功率，频率由小增大，峰值功率增大，直至降功率频率（4ns400KHz），降功率频率到最大频率，峰值功率呈反比例函数递减。 其他脉宽类似。 MOPA光纤激光器，脉宽可调，脉冲频率范围大，应用范围十分广泛，本文中介绍了20W MOPA光纤激光器部分常见应用，用于20W MOPA应用介绍和推广。其中不同材料参数设置有所差异，文中参数
可作为参考，如有不同之处，敬请谅解。
1. 阳极氧化铝标刻 小米手机壳阳极氧化铝标刻黑色LOGO 小米充电宝阳极氧化铝标刻白色LOGO 阳极氧化铝上标刻黑色二维码，显微镜下可扫描 2. 304不锈钢标刻 304不锈钢打彩色LOGO 304不锈钢名牌标刻黑色 304不锈钢深雕 3.部分高分子材料标刻 公牛插座、苹果手机数据线等某些白色高分子材料标刻深色 PA66+、PE等某些黑色高分子材料标刻浅色 4. 电子器件标刻 电解电容标记黑色参数 PCB板标刻白色二维码和参数 电镀电子器件标刻 IC芯片等电子器件参数标刻 5. 漆剥除 汽车、电脑、手机等透光件漆剥除 亚克力瓶、橡胶按键表面漆剥除 电脑铝制外壳导通处漆剥除 6. 铜制器件标刻 黄铜件标记白色尺寸参数 7. 微弧氧化铝合金标刻黑色名牌 8. 碳钢轴承标记黑色参数 9. 铝箔、锡箔、铜箔切割
激光器介绍 WALC4020数控激光切割机 更快、更宽、更厚的钣金切割专家 1、产品简介 更高性能的激光切割系统: WALC4020选择了世界最先进的激光器、切割头。拥有最高质量的部件和最好的结构。如西门子的控制系统和直线驱动系统，STAR的直线导轨。 更先进的结构型式： A．横梁 WALC4020激光切割机采用横梁倒挂结构，此结构有如下优势： 1．与横梁悬臂式相比，横梁的运行速度更高，运行更平稳，可达200米/分。这是因为驱动力的作用点位于横梁的重心，不会产生附加力矩，驱动效率更高，运行更平稳。 2．与小龙门移动式相比，电气控制更简单，系统更可靠。操作更方便。 因此，WALC4020更适用于高速，高功率切割。 B．交换工作台： 采用垂直升降式交换工作台，此型式的交换方式与目前使用的斜升式相比有如下优点： A．提升能力更大，安装更方便。 B．与横梁倒挂结构配合，结构更合理。 C．在切割区内，工作台下的空间更大，以便布置排渣装置及抽风除尘装置。 C．驱动： WALC4020激光切割机的X、Y轴采用了西门子的控制系统和直线驱动系统，与传统电机+滚珠丝杠（齿条）相比，驱动力更大，加速度更高。加速度可达3G，速度最高可达200米/分。而且运行更平稳。 X，Y，Z轴的导轨采用STAR高品质直线导轨，精度更高，运行更平稳。 2、产品特性 WALC4020融合了激光最新技术的应用 一．控制 WALC4020的控制器是SIEMENS 840D。该控制器的界面已经进行了改进，以适合激光切割系统的应用。 二．穿透检测 在打孔时，穿透检测使用传感器来确定光束是不是已经穿透了板材，这样可以得到最高质量的穿透效果，节省时间。
激光器件与技术期中论文 光纤激光器浅谈浅谈光纤激光器以及我国光纤激光器研究现状
摘要： 光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用，而随着大功率双保层光纤激光器的出现，其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其发展前景。 关键词：光纤激光器应用扩展发展前景 abstract: Fiber laser as a light source in the field of optical communication has been widely used, and as the dual-protection layer of high-power fiber lasers appear, its application is toward to the laser processing, laser ranging, laser radar, laser art of imaging, security and bio-medical laser rapid expansion of a wider area. The following article outlines the principles of fiber lasers, characteristics, applications and prospects for development. Keywords: fiber laser applications development prospects.
产品质量保证条款 谢谢贵公司购买我公司光纤激光器! 贵公司需在发货后一个月内确认产品的质量问题, 如果不能尽快在一个月内确认的话, 就会造成在服务和供货上不必要的麻烦, 特别是对于产品不是在美国本土安装的。 我们将给贵公司提供最好的质量和技术支持, 在设备的安装和调试操作方面我们有一套详细的方案。 能够经过以下两种途径确认产品的质量: 1.将已付资费同时写好地址的信封寄给我方 2.直接上网进行确认 所有提供的信息都是必须保密的 有任何问题能够直接拨打客服电话 ( 508) 373-1157 安全条款: 1.警告 鉴于对人体潜在的伤害, 请按照规定的程序进行操作, 如果不这样做的话, 对自己或者她人都会造成伤害 2.警示 鉴于产品潜在的危险, 请按照规定的程序进行操作, 如果不这样做的话, 对产品自身或者产品的零配件都会有损害 3.重要事项 关于产品的操作事项请按照说明书逐步操作。 你公司所购买的是400瓦的光纤激光器, 执行标准是21 CFR 1040.10, 激光波长达到1070纳米, 经过光纤输出的激光的功率实际上已经超过400瓦, 对人的眼睛和皮肤都会造成伤害, 尽管这种辐射是不可见的, 可是这种激光对人的角膜的伤害是无法避免的, 在设备工作的时候必须带上激光护目镜。 警告: 在设备工作中请根据波长范围选择合适的护目镜, 请仔细阅读产品上的安全标
签, 产品的输出功率和波长范围。有很多供应商为我们提供原材料和零配件。如果设备经过重新安装或者改进的话, 由终端客户负全责。 在设备的调试, 操作过程当中如果不按照规定的程序运行, 就会造成一定的危害 在设备运行过程中, 不要随意触动光纤激光器任何部件。比如光纤准直器。 在靠近激光的位置会从不同的角度发散出激光, 这些激光会从不同的镜面物体反射, 反射的激光强度都会对人的眼睛和皮肤造成一定的伤害。 激光对人的皮肤, 服装都会造成很大的伤害, 激光能够引燃比如酒精, 汽油之类的溶剂, 激光能够进行切割和焊接, 在安装和使用设备的时候请谨慎使用一些易燃的材料和气体。 请注意相关的零配件, 比如说摄影机, 光电倍增管, 光电二极管, 暴露在外面都容易受到损坏。 提醒用户按照规定的程序来操作设备: 在电源启动后, 请不要直接观看激光输出端口。 在安装激光和相关的零配件的时候要远离眼睛。 对激光光线提供了一个密封罩 请确保设备是否适用贴在产品上的激光安全标签上注明的输入功率和波长范围。请不要在黑暗的环境下使用设备 在固定光纤或者准直器的时候请务必关掉激光, 如果有必要的话, 请将输出功率调到最低, 然后再逐步升高。 在设备运行的时候请不要进行安装或者中途终止光纤或者准直器。 如果没有按照既定的方式进行操作, 保护系统将会受到损害, 同时我公司所提供的质量保证是无效的。 如果输出功率是经过一个防反光膜的镜头输出的, 请保证是高质量的镜头而且是干净的, 准直器的镜头任何一头有灰尘都会直接导致镜头和激光器的损坏, 请在功率较低的条件下检查光斑和红光的质量, 之后再慢慢的升高激光功率。激光的输入电压都是致命的, 所有电缆的零配件, 连接头都被认为是危险的
目录 第一章、激光基础 第二章、激光器 第三章、光纤的特性 第四章、光纤激光器 第五章、实验室激光器型号及操作安全
第一章激光基础 1.1什么是激光？ 激光在我国最初被称为“莱赛”，即英语“Laser”的译音，而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”的缩写。意为“辐射的受激发射光放大”，大约在1964年，根据钱学森院士的建议，改名为“激光”。激光是通过人工方式，用光或者放电等强能量激发特定的物质而产生的光。 激光的四大特性：高亮度、高单色性、高方向性、高相干性。具有高亮度的激光束经过透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其能够加工几乎所有材料。由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。 1.2激光产生的基本理论 1.2.1原子能级和辐射跃迁 按照玻尔的氢原子理论，绕原子核高速旋转的电子具有一系列不连续的轨道，这些轨道称为能级,如图1-1。 图1-1 原子能级图
当电子在不同的能级时，原子系统的能量是不相同的，能量最低的能级称为基态。当电子由于外界的作用从较低的能级跃迁到较高的能级时，原子的能量增 图1-2 电子跃迁图 加，从外界吸收能量。反之，电子从较高能级跃迁到较低能级时，向外界发出能量。在这个过程中，若原子吸收或发出的能量是光能（辐射能），则称此过程为辐射跃迁。发出或吸收的光的频率满足普朗克公式（hv=E2-E1）。 1.2.2受激吸收、自发辐射、和受激辐射 受激吸收：处于低能级上的原子，吸收外来能量后跃迁到高能级，则称之为受激吸收。 自发辐射：由于物质有趋于最低能量的本能，处于高能级上的原子总是要自发跃迁到低能级上去，如果跃迁中发出光子，则这个过程称为自发辐射。
几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点： （1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。 （2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，其效率为0.17 %，原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%，而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%）。 （3）结构简单，使用一般工业气体，操作简单，价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用，输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外
中功率光纤激光切割机 技术方案 DPE-F1000W-3015M 深圳市大鹏激光科技股份有限公司 Shenzhen dapeng laser Technology CO., LTD. DPE-F1000W-3015M技术方案 目录 一、公司简介
1.1公司概况 1.2核心技术 1.3服务网络 1.4领导关怀 二、DPE-F1000W-3015M数控光纤激光切割机简介 三、技术参数 四、DPE-F1000W-3015M数控光纤激光切割机设备配置功能 4.1光纤激光器 4.2数控系统 4.3套料软件 4.4光纤激光切割机主机 4.5切割头与随动部分 五、切割工艺参数及消耗成本分析 5.1 切割工艺参数表 5.2 设备运行成本 六、安装服务 6.1 安装调试 6.2 包装运输 6.3 设备验收 6.4 技术培训 6.5 售后服务 一、公司简介 1.1 公司概况
深圳市大鹏激光科技股份有限公司是一家专业从事激光切割机、激光焊接机、激光打标机及非标自研发、生产、销售的高新技术企业。 随着激光行业数十载的市场竞争、价格竞争，公司已逐步发展、壮大。为了更佳适应未来的市场需求，公司求存变异、革陈创新，采用德国工业制造理念，模块化、工业化的中、德技术合作标准设计，改变传统工艺的制造流程，变更陈旧的技术组件，运用新异的美学视角，以更加快速、精细化的生产制造，为全球用户打造全新的第二代中小功率激光切割设备。为多行业的激光加工提供更精湛的技术服务和解决方案。 深圳市大鹏激光科技股份有限公司坚持“做中国一流的激光设备供应商”为企业宗旨，秉承“精益求精，持续改善”的品质理念; “为客户创造价值”的服务理念;“首先卖信誉，其次卖产品”的营销理念，为发展中国的激光事业做持续的努力。 1.2 核心技术 1.3 服务网络国内专利与软件著作权
第一章 1、激光与普通光源相比有三个主要特点：方向性好，相干性好，亮度高。 2、激光主要是光的受激辐射，普通光源主要光的自发辐射。 3、光的一个基本性质就是具有波粒二象性。光波是一种电磁波，是一种横波。 4、常用电磁波在可见光或接近可见光的范围，波长为0.3~30μm,其相应频率为10^15~10^13。 5、具有单一频率的平面波叫作单色平面波，如果频率宽度Δν< c、ΔL=0，±1（L=0→L=0除外）； d、ΔS=0，即跃迁时S不能发生改变。 10、大量原子所组成的系统在热平衡状态下，原子数按能级分布服从玻耳兹曼定律。 11、处于高能态的粒子数总是小于处在低能态的粒子数，这是热平衡情况的一般规律。 12、因发射或吸收光子从而使原子造成能级间跃迁的现象叫作辐射跃迁，必须满足辐射跃迁选择定则。 13、光与物质的相互作用有三种不同的基本过程：自发辐射，受激辐射，和受激吸收。 14、普通光源中自发辐射起主要作用，激光工作过程中受激辐射起主要作用。 15、与外界无关的、自发进行的辐射称为自发辐射。自发辐射的光是非相干光。 16、能级平均寿命等于自发跃迁几率的倒数。 17、受激辐射的特点是： a、只有外来光子的能量hv=E2-E1时，才能引起受激辐射。 b、受激辐射所发出的的光子与外来光子的特性完全相同（频率相同，相位相同，偏振方向相同，传播方向相同）。 18、受激辐射光子与入射（激励）光子属于同一光子态；受激辐射与入辐射场具有相同的频率、相位、波矢（传播方向）和偏振，是相干的。 光纤耦合半导体激光器失效模式分析 摘要：高功率半导体激光器在商用领域的应用越来越广泛，许多半导体激光厂家越来越重视商用激光市场，因此多年来以IPG为主要供应商的市场格局正逐步被打破，国内从2010年开始就有供应商开始生产光纤耦合激光器。经过几年的经验积累，光纤耦合的单芯片封装技术已趋于成熟。本文主要结合实际工作分析光纤耦合半导体激光器出现的各种失效模式和原因，仅供同行参考。作者认为，在中国仍未掌握芯片生产技术的前提下，激光厂家唯有选择优质的光纤和透镜组件，不断优化制造工艺和提高产品的可靠性，才能从国人所诟病的山寨大军中脱胎换骨，成为终端用户信赖的激光器件提供商，才能成为成为行业的领先者。 关键字:光纤镀膜，激光器，耦合效率，芯片COD，光纤燃烧，裸光纤端面研磨清洗, 增透膜，高透高反膜 （一）半导体激光器尾纤耦合工艺 光纤耦合半导体激光器的工艺是先使用一个柱面透镜准直快轴发散角（慢轴角度较小，短光程不需准直），再把准直后的激光耦合入一根多模尾纤(图1.)。这种看似非常简单的原理应用在大批量生产上并不容易，因为其中光纤移动的几何空间是微米级别，照射在柱面透镜或者光纤端面的激光功率密度达到兆瓦/平方厘米，十分容易出现失之毫厘，差之千里的结果。影响激光耦合效率有多方面的因素，例如芯片出光孔径大小，快慢轴角度，模块散热效果，柱面透镜加工精度和光纤端面镀膜质量等。 图 1.单芯片半导体激光器光纤耦合示意图 （二）常见光纤耦合半导体激光器失效模式 高功率光纤耦合半导体激光器器件最常见的失效模式如图2，其中芯片端面光学损伤（COD: catastrophic optical damage）超过60% ，耦合效率偏低次之。下文将针对各种失效模式进行逐一分析。 图 2.单芯半导体激光器失效模式（光纤耦合模块） 980nm泵浦激光器组件 产品信息 一、特征 １、最大无扭折输出光功率达250mW。 ２、14脚蝶型管壳无环氧树脂气密封装。 ３、有致冷器,光纤光栅(FBG)和监视光电二极管保持激光器稳定工作。 ４、可靠性试验符合Telcordia GR-468-CORE要求。 二、应用 使用在光通信系统所用的掺铒光纤放大器（EDFAs）上，为电信，特别是DWDM，以及CATV和数据通信服务。 【展会新闻】【公司新闻】【行业新闻】【科技新闻】【IT新闻】 | 回 到首页 | 管理 展会新闻[热贴排 行] 2006年中国国际第 (67) 源拓参加"第八届光博 (35) 第二届亚洲光纤通讯与 (21) 公司新闻[热贴排 行] 源拓光电光纤收发器技 (39) 源拓网站正处于升级中[35] 光纤传输简 介[26] 光纤收发器选购原则[22] 行业新闻[热贴排 行] GEPON与其它宽带 (37) 市场动态[33] 光网络的发展与市场需要[16] IT 新闻 光纤光栅在光通信领域中的应用 [2006-9-22 15:23:36][点击：35次] 前言 随着信息业务量快速增长，语音、数据和图像等业务综合在一起传 输，从而对通信带宽容量提出了更高 要求。由于无线电频谱和电缆带宽非 常有限，其极限速率只有20Gb/s左右， 即所谓的“电子瓶颈”。尽管人们引 入了光通信，光作为信息传输的载体 带宽达30THz以上，但是由于量子效 应导致光纤线路中各种复用/解复用 科技新闻[热贴排 行] 光通信发展动 态[32] GEPON企业大客户 (25) 光纤网络普及化将带动 (24) 未来趋势高级网吧光 (23) 关于HFC双向网建设 (23) IT新闻[热贴排 行] 光纤光栅在光通信领域 (35) 新闻统计 新闻总条数：16条 新闻总类别：5类和光电/电光转换器件处理电信号时仍存在着速率“瓶颈”，限制了信息的传输速率。进入20世纪90年代，以时分复用(TDM)为基础的电传送网难以适应需要，这使得人们再次意识到要突破电信号处理速率“瓶颈”就必须引入光信号处理方法，包括光信号的直接处理(即避免光电和电光转换，需要电信号时除外)及交叉连接等，这就导致以光波分复用(WDM)为基础的全光通信网(AON)成为人们研究的热点。 全光通信是解决“电子瓶颈”最根本的途径，全光网通信可以极大地提高节点的吞吐容量，适应未来高速宽带通信的要求。全光通信网也是目前国际上发展最快的领域，全光通信意味着在通信过程的各个环节都用光波来完成，中间无需任何光-电-光变换。全光通信的发展完全取决于网络中光放大、光补偿、光交换以及光处 收稿日期：２００５－０８－３０；修订日期：２００５－１１－２５ 作者简介：楼祺洪（１９４２－），男，浙江慈溪人，研究员，学士，主要从事光学、激光技术及其应用研究。 第３５卷第２期 红外与激光工程 ２００６年４月Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．２ ＩｎｆｒａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｒ．２００６ ０引言 自１９８８年Ｓｎｉｔｚｅｒ等人提出双包层光纤以来，基于这种包层泵浦技术的光纤激光器和放大器获得了快速发展。特别是近年来，随着高功率半导体激光器泵浦技术和双包层光纤制作工艺的发展，光纤激光器的输出功率水平快速提升，单根光纤的输出已经从最 初的几百毫瓦上升到了千瓦级水平［１］，并在高精度激光加工、激光医疗、光通信及国防等领域获得了广泛应用。 双包层光纤是由掺杂纤芯、内包层、外包层、保护层４部分组成，和常规光纤相比，多了一个可以传输泵浦光的内包层。纤芯由掺稀土元素的ＳｉＯ２构成，它作为产生激光的波导，一般情况下是单模的；内包层 高功率光纤激光器研究进展 楼祺洪，周军，朱健强，王之江 （中国科学院上海光学精密机械研究所，上海２０１８００） 摘要：高功率掺镱双包层光纤激光器由于在效率、散热和光束质量方面的优势，在工业加工、医疗和国防等领域具有广泛的应用前景，是目前国际上激光技术研究的热点之一。首先综述了国际上高功率光纤激光器的研究进展情况，然后重点介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在连续光纤激光和脉冲光纤激光方面所取得的进展，采用双端泵浦技术，在１５ｍ的国产双包层光纤中获得４４０Ｗ的连续输出，采用ＭＯＰＡ方式，以４ｍ长的国产光纤作为放大介质，在１００ｋＨｚ时，获得了１３３Ｗ的平均功率输出。 关键词：激光技术；光纤激光器； 双包层掺镱光纤 中图分类号：ＴＮ２４８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－２２７６（２００６）０２－０１３５－０４ Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｈｉｇｈ!ｐｏｗｅｒｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｓ ＬＯＵＱｉ!ｈｏｎｇ，ＺＨＯＵＪｕｎ，ＺＨＵＪｉａｎ!ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｉ!ｊｉａｎｇ （ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｉｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ!ｐｏｗｅｒＹｂ!ｄｏｐｅｄｄｏｕｂｌｅ!ｃｌａｄｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｓｈａｖｅｉｎｃｉｔｅｄｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｎｔｅｒｅｓｔａｓｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｃｏｍｐａｃｔｌａｓｅｒｓｗｉｔｈｇｏｏｄｂｅａｍｑｕａｌｉｔｙｆｏｒａｖａｒｉｅｔｙｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｙｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍｅｄｉｃａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓａｎｄｎａｔｉｏｎａｌｄｅｆｅｎｓｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣＷａｎｄｐｕｌｓｅｄｄｏｕｂｌｅ!ｃｌａｄｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｓａｔＳＩＯＭａｒｅｒｅｐｏｒｔｅｄｕｐｏｎ．ＡＣＷ４４０Ｗｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｗｉｔｈｔｗｏｅｎｄｓｐｕｍｐｉｎｇｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇａ１５ｍｈｏｍｅ!ｍａｄｅｄｏｕｂｌｅ!ｃｌａｄＹｂ!ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒ．Ｆｏｒｐｕｌｓｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａ１３３Ｗａｖｅｒａｇｅ!ｐｏｗｅｒｏｕｔｐｕｔａｔ１００ｋＨｚｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎｒａｔｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈ４ｍｄｏｕｂｌｅ!ｃｌａｄｆｉｂｅｒｂｙｕｓｉｎｇＭＯＰＡｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； Ｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ； Ｙｂ!ｄｏｐｅｄｄｏｕｂｌｅ!ｃｌａｄｆｉｂｅｒ 作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来，发展极为迅速，受到许多国家的极大重视。特别是近两年，以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速，已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”，而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年，Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器，输出功率仅为1毫瓦，其效率为0.01%。不到两年，现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦，其效率为17 %，电源激励脉冲输出功率为825瓦，采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近，有人认为，进一步提高现有的工艺水平，近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中，主要的工作物质由CO?，氮气，氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦，可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点： （1）工作波长处于大气“窗口”，可用于多路远距离通讯和红外雷达。 （2）大功率和高效率( 目前，氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦，高功率光纤耦合半导体激光器失效分析
980nm泵浦激光器组件
高功率光纤激光器研究进展
2020年常用激光器简介
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