單模光纖激光切割工藝

與使用單束圓形激光束的傳統(tǒng)激光切割相比，新的切割工藝采用了復(fù)雜的激光光束形狀。利用大功率單模光纖激光器獨(dú) 特的聚焦特性，產(chǎn)生復(fù)雜的光束形狀，并使之有可能從整體激光能量中分出一部分，以便創(chuàng)建一個“匙孔”，用于激光焊接或激光切割應(yīng)用中。其余的能量將分配到 熔體；在此之前，主光束用來創(chuàng)建一個適當(dāng)?shù)母哒羝麎毫Ψ植荚谌廴诓牧媳砻?。這使得它可以將局部壓力施加在切口流出的熔體上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了在激光切割中常用 的同軸氣體噴射的壓力。結(jié)果是，切口非常狹窄。新工藝極具潛力，在較大的切割速度范圍內(nèi)不會產(chǎn)生毛邊，而且在狹窄的輪廓切割中也能進(jìn)行高速切削，產(chǎn)生高質(zhì) 量的切口。

幾種切割方式

而且，通過正確地定制激光光束形狀（添加“蓋”形的光束形狀），即使沒有使用切割輔助氣體，熔融流體也會沿著入射激光束相反的方向流出切口。因此一個單通道遠(yuǎn)程切割技術(shù)被開發(fā)出來，這種技術(shù)具有明確的應(yīng)用前景，比先進(jìn)的遠(yuǎn)程激光切割能更有效地從切口處去除熔融物。

光束整形

這種激光切割技術(shù)的核心是光束整形，可以通過不同方式實現(xiàn)，例如：設(shè)計一個配有單模光纖激光器的系統(tǒng)。通過光束組合結(jié)構(gòu)——而不是把所有的單模傳輸光束匯入一條大的傳輸光纖中，就能將這些光束傳輸?shù)角懈铑^，正如用于大功率多模光纖激光器配置。

應(yīng)用一個單模光纖激光源。采用一種先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)與一個特別設(shè)計的人工全息圖（也稱為衍射光學(xué)元器件），將輸入激光束轉(zhuǎn)換為輻射模式，以便優(yōu)化給定的激光切割工藝。由于光束模式是非對稱的，衍射光學(xué)元器件必須根據(jù)實際切割方向轉(zhuǎn)動。