光源功率突破 100 kW 的速度,快过应用找到用途的速度

远超 100 kW 的光纤激光输出演示时有出现,实现方式是把许多单路光源合束。工程成就是真实的,但工业应用清单很短,而弄清原因是有意义的。

合束方法

非相干合束把多路光纤输出送入一根更大的传输光纤。总功率相加,光束质量则大致按比例劣化,因为合成输出填满了更大的纤芯。

光谱合束利用色散元件,把波长略有差异的多束光叠合到同一路径上,以复杂度为代价更好地保持光束质量。

相干合束把各光源锁相,使它们作为单一光束叠加。它对光束质量的保持最好,也是在工业环境中最难维持的。

材料侧的限制

极高功率在工业上用途有限的原因是:多数工艺在远未达到该功率之前就不再受益。在切割中,熔体排出能力限制了速度,因此额外功率是在加热周边而不是切得更快。在焊接中,功率超过接头所需之后,小孔稳定性下降、飞溅加剧。