激光传输光纤

能量光电子与信息光电子是光电子领域的一对孪生姊妹，信息光电子是利用光子

作为信息的载体，而能量光电子是利用光子作为能量的载体，逐渐形成未来社会

不可缺少的科学技术。其实，能量光电子技术自1960年美国休斯实验室研制出世

界第一台红宝石激光器之后，相继研制开发了半导体激光器、CO2激光器、YAG激

光器和高功率CO2激光器。特别是高功率激光器的研制成功，为激光加工技术在

工业、农业、医疗、军事、科学研究以及生活等领域的应用和相关行业的发展创

造了巨大的技术进步。
 

随着能量光电子技术的不断进步，各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌

现，激光设备采用光纤输出激光的方式已经取代传统输出方式。光纤输出激光的

方式具有传输功率损耗小、操作简单方便、可以任意伸展待加工部位等优点，大

大地简化并缩小了现代激光设备，已经广泛地应用于材料表面热处理、激光焊接

、激光切割、激光医疗、激光美容、激光制导等领域。
 

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。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。

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光纤是光导纤维的缩写，是一种利用光在特种合成玻璃或特种合成塑料制成的纤

维中的全反射原理而达成的光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中，使得它

能够弯曲而不易断裂。
SI光纤，由于能量传送分布大致均一，熔化形状类似薄的锅底状。因此，适合薄

物焊接及希望扩大焊核面积的场合。
GI光纤，从能深度溶解的特征来看，适合厚物焊接。
光纤芯径规格有：0.3mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm；
光纤标准长度：5米、10米；
 

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