传能光纤组件

长飞 中字

激光,因其高的亮度和相干性,出色的方向性和单色性,备受世界的关注,在短短的60年里,激光技术得到了飞速发展。随着激光技术的提升,工业激光器已全面应用于传统工业,并推进传统制造业水平不断升级,走向智能制造。激光相关产品也逐步走入人们的日常生活中,我们熟知的应用有激光切割、激光焊接、激光打标、激光投影、激光印刷、激光医疗等等。

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(a)                                        (b)                                     (c)

图1(a)激光加工,(b)激光投影,(c)激光医疗

那么,在实际应用中我们如何控制激光,将其精准指向目标区域呢?这就必须用到传能光纤及组件了。通俗的说,传能光纤是指能够实现激光能量传输的光纤,它具有高的功率传输能力、良好的柔韧性、较高的强度、低传输损耗和高的损伤阈值等优良特性。传能组件主要是指与传能光纤相匹配的器件,比如高功率输出头、集束连接器等。作为光源与待处理材料的纽带,传能光纤及组件在激光应用过程中必不可少。它实现了能量的柔性传输,将光能精准地导入到待处理区域,是精密加工的重要一环。

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图2传能光纤组件产品(左边D80连接器,右边SMA连接器)

传能光纤及组件产品系列介绍

根据应用不同,传能光纤及组件类型选择也不一样。以下重点介绍传能组件产品在工业激光加工、激光投影、印刷以及医疗美容等常见应用场景的性能及指标要求。

工业激光加工用传能光纤及组件

工业激光加工时,高能量密度的光源通过传能光纤跳线照射到待处理材料上,材料吸收光能后温度迅速升高而熔化或汽化。这要求传能跳线必须承受较高的光损伤阈值,才不会在高能量密度光传输时被烧坏。此外,光传输效率要高,高的传输效率一方面减少传输损耗,最大化光能量的应用,另外一方面也减少了因损耗而导致的热效应。由于加工是动态过程,传能跳线会随着加工设备的移动而移动,这也对传能跳线材质提出一定要求,要具有良好的柔性且耐磨性好。

目前,工业激光加工应用主要有高功率用QBH输出头以及中低功率用HP-SMA与D80光纤连接器两大类,根据功率强弱和使用环境又可以分为带水冷及不带水冷两种类型。然而,市场上的产品主要依赖进口,存在价格高、交付不及时、售后不到位等问题。长飞公司经过多年的技术研究开发,在特种传能光纤领域具备了从预制棒-光纤-组件的全产业链的定制能力,提供的特种光纤及组件产品,能更好的满足客户应用需求,并保障交付及售后等服务。

如图2所示,长飞公司传能光纤采用不锈钢保护铠管,具备中心夹持度好、传输效率稳定、烤机温升低等优良特性。这些产品采用特殊包层大芯径能量光纤,通过优化纤芯、包层直径,并配合连接器与传能光缆连接工艺,精密抛磨端面实现光纤高效率耦合和高能量传输。下图3为客户拷机测试D80产品,在线拷机24h,使用光纤芯径200/220,通光功率150W@1064nnm,通光效率>90%(长度小于10m),功率无下降。

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图3客户端烤机验证

激光投影、激光印刷用多芯集束跳线

不同于常规的单芯传能光纤组件,激光投影及印刷用多芯集束传能跳线具有多端口输出,如图4(a)所示。该多芯集束传能光纤跳线采用特制插芯制成,同时通过优化的集束端制造工艺,可有效防止激光积累产生的热量而带来的负面影响。长飞公司多芯集束跳线在客户端进行在线拷机240h的通光实验,通光效率>95%(长度小于4m),功率无下降。根据客户的特殊使用需要,我们还能提供矩形或正方形集束产品。

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(a)多芯集束跳线                          (b)医疗跳线

图4多芯集束跳线及医疗跳线

 医疗用钬光纤跳线

医用钬光纤跳线因其特殊的工作波长,广泛应用于临床医疗领域。钬激光工作波长2140nm,在水的吸收范围内,水吸收大量的光能量,可减少对周围组织的损伤,使得术后反应轻、伤口愈合快。钬光纤跳线可应用于泌尿外科、五官科、皮肤科、妇科手术等等。长飞公司的钬光纤跳线产品已通过生物兼容性测试,且适用波长范围宽(532nm~2200nm),如图4(b)所示,采用纯硅芯和双包层设计,提高了780nm~2140nm的激光传输效率,此外,还可提供不同芯径光纤满足各种需求。

秉持“智慧联接 美好生活”的使命,长飞公司将持续以客户为发展动力,继续探索特种光纤在不同领域的应用,推动光纤应用技术进步,为客户和社会创造更多价值。

以上产品都将亮相2021年中国国际光电博览会,长飞公司展台8B51,欢迎莅临参观!

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