高亮度多模激光器的优势有哪些特点（高亮度多模激光器的优势有哪些）

随着激光应用技术的发展，在工业加工、空间光通信、光电对抗等领域需要高功率、高光束质量的激光光源。一般来说，光束质量m2<1.3称为单模激光，1.3 2为多模激光。在多模激光器中，2

在技术方案的实现中，由于单根光纤激光器功率扩展的理论极限，以及模式不稳定、非线性效应等难点。在实际发展中遇到的，目前10kW以上的高亮度光纤激光光源都是采用多个光纤激光器模块的组束方式。波束合成可以分为相干合成和非相干合成。在非相干合成领域，有两种方式：成功合束和光谱合束。与光谱合束等其他新型合束方案相比，光纤功率合束器会带来更多的光束质量退化，但它仍然是应用最早、技术最成熟、方案最简单、运行最稳定的。

以功率合成器为核心技术的多模激光器是由IPG公司首先报道的。2009年，他们实现了10.5kW的多模输出并申请了专利，2013年推出了高达100kW的多模工业产品。我国高功率光纤激光器起步较晚，但近年来发展迅速。比如锐科在2017年启动了30kW工业级光纤激光器国家重点项目，创芯在2019年推出了30kW工业级激光器。可以说，短短几年时间，10-15kW的合束多模激光器已经成为国内光纤激光器厂商的标配。虽然目前多模高功率激光器已经广泛应用于工业领域，但市场上大多数6-10kW量级的工业多模激光器的光束质量因子m2为M2 10-11。

与众不同的是，湖南大可激光有限公司近年来推出了高亮度、高功率的多模光纤激光器，引领了多模光纤激光器的发展趋势。以6kW和10kW光纤激光器为例，大可激光的高亮度多模激光器产品参数如下表所示：

大型激光器DK-YMM 6000多模连续光纤激光器

高亮度多模激光器典型光束质量测试结果如下图所示：

如何在一定的合束效率下保持较高的光束质量，显然是实现这种高亮度多模激光器的关键。对其核心器件——激光功率合成器的理论研究表明，三合一功率合成器的光束质量极限M2为M2 2.4，七合一功率合成器的光束质量极限m2为 3.5。然而，在实际应用中很难实现理想的功率合成。大多数厂家倾向于片面追求功率合成效率，而忽略了光束质量的控制。湖南大可成功推出M24的高亮度多模激光器，不仅得益于大可技术团队多年来在功率合束技术上的深厚技术积累，更得益于他们对核心器件和整机设计坚持以下理念：

1、激光合束方案采用三合一功率合束方式。三合一模式输出的光束M2理论极限值最小，可以输出比七合一等其他合束模式更好的光束质量。

2、采用大可激光器的纯单模激光模块进行合束。纯单模激光模块的光束质量因子m2小于1.3，保证了合束后的光束质量接近理论极限值；

3、以工匠精神研究每一个技术细节，比如光纤的理想模场匹配，超低损耗异形光纤的熔接。

以切割厚板高反射材料为例，大可6kW高亮度多模激光器的切割速度参数如下表所示：

从表中可以看出，相对于普通的6kw多模激光器，湖南大可6kw高亮度多模激光器在切割厚、高反射材料方面具有明显的加工优势。比如黄铜的切割速度是普通多模6kw的两到三倍，有效提高了加工效率，可以为客户节省可观的生产成本。

目前，单模光纤激光器在厚板材料的深穿透焊接和特殊材料的高速切割焊接方面存在明显的功率不足。如果使用普通的多模激光，由于热影响面积大，切割和焊接的速度和质量都会受到影响。湖南大可激光作为高亮度增透光纤激光器的领军企业，其高亮度多模激光器的推出正好填补了这一空白领域，在各种常规厚板材料的切割或深穿透焊接、特殊材料的高速切割焊接、远程加工等领域显示出巨大的优势和良好的前景。