Faserlaser, als eine Hauptrichtung in der Entwicklung der Lasertechnologie, verfügen über eine hervorragende Leistung, eine hohe elektrooptische Umwandlungseffizienz, eine gute Strahlqualität und eine stabile Leistung.Sie sind in der industriellen Verarbeitung weit verbreitet.Aufgrund der starken Marktnachfrage nach Laserverarbeitung hat die Leistung von industriellen 10-Kilowatt-Faserlasern die Obergrenzen kontinuierlich überschritten.Erreichung einer Laserleistung von 120 kW im Jahr 2017Aufgrund von Engpässen im Lasertemperaturmanagement, nichtlinearen Effekten und ultra-hohe Leistungslasermesstechniken ist es jedoch nicht möglich, dieEs gab keine neuen Durchbrüche in der Ausgangsleistung von Ultra-Hochleistungsfaserlasern.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasersIn der Zwischenzeit wurde eine hochleistungsfähige optische Plattform entwickelt und eine Laserleistung von 150 kW hochleistungsfähiger Faserlaser mit hoher Lichtqualität realisiert.Die Forscher von BWT haben eine auf dem Prinzip des optischen Drucks basierende hochleistungsfähige Messplattform entwickeltDiese Plattform, die vom Nationalen Institut für Metrologie in China zertifiziert wurde, kann eine volle Leistungsmessung mit einem Laser von 150 kW erreichen.
Der BWT 150 kW industrielle hochleistungsfähige Faserlaser verwendet eine hochleistungsfähige Strahlkombinationstechnologie.mit einem N×1-Signalkombinator zur Synthese der Leistung mehrerer hochintegrierter optischer Plattformen mit 6 kW, basierend auf ChipintegrationstechnologieIn Kombination mit der intelligenten Überwachungstechnologie der Multi-Information Fusion Laser erreicht sie eine stabile Laserausgabe und verfügt über ein branchenführendes Leistungsvolumenverhältnis (36,76 kW/m3).Die Außenabmessungen sind 1800 mm × 1300 mm × 1745 mm.Wie in Abbildung 1 gezeigt, integriert jede optische Plattform selbst hergestellte Raman-Gitter mit hoher Leistung, die die stimulierte Raman-Streuung des Laserspektrums effizient unterdrücken.Nach Vollleistungssynthese, kann es ein Signal-Rausch-Raman-Verhältnis von 36,5 dB@150 kW erreichen, wie in der linken Abbildung in Abbildung 2 dargestellt.Der Hochleistungssignalkombinator wird mit Hilfe von adiabatischen Konik- und verlustfreier Fusionstechnologien hergestelltDie Beam-Combining-Effizienz des Signalkombinators beträgt 97,1%.die integrierte Wasserkühltechnologie löst das Heizproblem des optischen ModulsDer Hochleistungs-Ausgangskopf verwendet eine 200 μm Kerndurchmesser-Ausgangsfaser mit einer Länge von 20 m.und verwendet Strahldivergenzwinkelkomprimierung und Filtertechnologien für den höheren Modus, um eine hohe Leistung zu erzielenDie Strahlqualität der gesamten Maschine wurde getestet und der Qualitätsfaktor M2=24,42 (BPP des Strahlparameterprodukts von 8,4 mm·mrad).Die Testergebnisse und Spotbilder sind in der rechten Abbildung in Abbildung 2 dargestellt..
Um eine genaue Messung des 150 kW-Lasers zu erreichen, wurde ein ultra-hohe Leistungsoptisches Druckmesssystem konstruiert, das aus dem zu messenden Laser, einem hohe Leistungskollimatorkopf, einemmit einer Leistung von mehr als 10 W und einer Leistung von mehr als 100 W,, und ein hochleistungsfähiges Lasersammelsystem.Der kollimierte Laser wird nach drei Reflexionen im Leistungsmessgerät aus dem Ausgangsfenster ausgegeben und durch ein selbstgefertigtes Ultra-Hochleistungslasersammelsystem gesammelt, wie in Abbildung 3 dargestellt. Bei 100%igen Ausgangsbedingungen beträgt die gemessene Leistung des Lasers 150,34 kW, wie in Abbildung 4 dargestellt.Es wurde ein vergleichendes Prüfversuch mit sechs Leistungspunkten zwischen dem kalorimetrischen 120 kW Leistungsmessgerät (Ophir 120K-W) und dem optischen Druckleistungsmesser durchgeführt.Die Ergebnisse zeigten, daß die Leistungsabweichung zwischen den beiden Messmethoden in allen Leistungssegmenten relativ konstant blieb, wobei die maximale relative Abweichung ≤1,5% betrug.Nachweis der Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Prüfsystems.
Zusammenfassend kann dieser Faserlaser eine durchschnittliche Leistung von 150 kW mit einem Raman-Signal-Rausch-Verhältnis von 36,5 dB und einem Strahlqualitätsfaktor von M2=24 erreichen.42Es verfügt über hohe Leistung, hohe Helligkeit und hohe Stabilität, erfüllt die Anforderungen an die ultradicke Plattenverarbeitung und verleiht der Entwicklung der Fertigungsindustrie neue Vitalität.
Abbildung 1 Schematische Konstruktion eines 150 kW industriellen Ultra-Hochleistungsfaserlasers
Abbildung 2 Optisches Spektrum von 150 kW Hochleistungsfaserlasern (links) und Strahlqualitätsprüfung (b)
Schematisches Diagramm eines auf dem Prinzip des Lichtdrucks basierenden Ultraschalllasermesssystems
Abbildung 4 Vergleich der gemessenen Leistung zwischen Lasermesssystemen auf der Grundlage des Lichtdruckprinzips
Faserlaser, als eine Hauptrichtung in der Entwicklung der Lasertechnologie, verfügen über eine hervorragende Leistung, eine hohe elektrooptische Umwandlungseffizienz, eine gute Strahlqualität und eine stabile Leistung.Sie sind in der industriellen Verarbeitung weit verbreitet.Aufgrund der starken Marktnachfrage nach Laserverarbeitung hat die Leistung von industriellen 10-Kilowatt-Faserlasern die Obergrenzen kontinuierlich überschritten.Erreichung einer Laserleistung von 120 kW im Jahr 2017Aufgrund von Engpässen im Lasertemperaturmanagement, nichtlinearen Effekten und ultra-hohe Leistungslasermesstechniken ist es jedoch nicht möglich, dieEs gab keine neuen Durchbrüche in der Ausgangsleistung von Ultra-Hochleistungsfaserlasern.
BWT Beijing Ltd. (hereinafter referred to as "BWT") has achieved a breakthrough in the manufacturing process of high-power laser beam combining and output core optical components by studying efficient heat dissipation technology and high beam quality beam combining technology for fiber lasersIn der Zwischenzeit wurde eine hochleistungsfähige optische Plattform entwickelt und eine Laserleistung von 150 kW hochleistungsfähiger Faserlaser mit hoher Lichtqualität realisiert.Die Forscher von BWT haben eine auf dem Prinzip des optischen Drucks basierende hochleistungsfähige Messplattform entwickeltDiese Plattform, die vom Nationalen Institut für Metrologie in China zertifiziert wurde, kann eine volle Leistungsmessung mit einem Laser von 150 kW erreichen.
Der BWT 150 kW industrielle hochleistungsfähige Faserlaser verwendet eine hochleistungsfähige Strahlkombinationstechnologie.mit einem N×1-Signalkombinator zur Synthese der Leistung mehrerer hochintegrierter optischer Plattformen mit 6 kW, basierend auf ChipintegrationstechnologieIn Kombination mit der intelligenten Überwachungstechnologie der Multi-Information Fusion Laser erreicht sie eine stabile Laserausgabe und verfügt über ein branchenführendes Leistungsvolumenverhältnis (36,76 kW/m3).Die Außenabmessungen sind 1800 mm × 1300 mm × 1745 mm.Wie in Abbildung 1 gezeigt, integriert jede optische Plattform selbst hergestellte Raman-Gitter mit hoher Leistung, die die stimulierte Raman-Streuung des Laserspektrums effizient unterdrücken.Nach Vollleistungssynthese, kann es ein Signal-Rausch-Raman-Verhältnis von 36,5 dB@150 kW erreichen, wie in der linken Abbildung in Abbildung 2 dargestellt.Der Hochleistungssignalkombinator wird mit Hilfe von adiabatischen Konik- und verlustfreier Fusionstechnologien hergestelltDie Beam-Combining-Effizienz des Signalkombinators beträgt 97,1%.die integrierte Wasserkühltechnologie löst das Heizproblem des optischen ModulsDer Hochleistungs-Ausgangskopf verwendet eine 200 μm Kerndurchmesser-Ausgangsfaser mit einer Länge von 20 m.und verwendet Strahldivergenzwinkelkomprimierung und Filtertechnologien für den höheren Modus, um eine hohe Leistung zu erzielenDie Strahlqualität der gesamten Maschine wurde getestet und der Qualitätsfaktor M2=24,42 (BPP des Strahlparameterprodukts von 8,4 mm·mrad).Die Testergebnisse und Spotbilder sind in der rechten Abbildung in Abbildung 2 dargestellt..
Um eine genaue Messung des 150 kW-Lasers zu erreichen, wurde ein ultra-hohe Leistungsoptisches Druckmesssystem konstruiert, das aus dem zu messenden Laser, einem hohe Leistungskollimatorkopf, einemmit einer Leistung von mehr als 10 W und einer Leistung von mehr als 100 W,, und ein hochleistungsfähiges Lasersammelsystem.Der kollimierte Laser wird nach drei Reflexionen im Leistungsmessgerät aus dem Ausgangsfenster ausgegeben und durch ein selbstgefertigtes Ultra-Hochleistungslasersammelsystem gesammelt, wie in Abbildung 3 dargestellt. Bei 100%igen Ausgangsbedingungen beträgt die gemessene Leistung des Lasers 150,34 kW, wie in Abbildung 4 dargestellt.Es wurde ein vergleichendes Prüfversuch mit sechs Leistungspunkten zwischen dem kalorimetrischen 120 kW Leistungsmessgerät (Ophir 120K-W) und dem optischen Druckleistungsmesser durchgeführt.Die Ergebnisse zeigten, daß die Leistungsabweichung zwischen den beiden Messmethoden in allen Leistungssegmenten relativ konstant blieb, wobei die maximale relative Abweichung ≤1,5% betrug.Nachweis der Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Prüfsystems.
Zusammenfassend kann dieser Faserlaser eine durchschnittliche Leistung von 150 kW mit einem Raman-Signal-Rausch-Verhältnis von 36,5 dB und einem Strahlqualitätsfaktor von M2=24 erreichen.42Es verfügt über hohe Leistung, hohe Helligkeit und hohe Stabilität, erfüllt die Anforderungen an die ultradicke Plattenverarbeitung und verleiht der Entwicklung der Fertigungsindustrie neue Vitalität.
Abbildung 1 Schematische Konstruktion eines 150 kW industriellen Ultra-Hochleistungsfaserlasers
Abbildung 2 Optisches Spektrum von 150 kW Hochleistungsfaserlasern (links) und Strahlqualitätsprüfung (b)
Schematisches Diagramm eines auf dem Prinzip des Lichtdrucks basierenden Ultraschalllasermesssystems
Abbildung 4 Vergleich der gemessenen Leistung zwischen Lasermesssystemen auf der Grundlage des Lichtdruckprinzips
