ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
17
Рис. 5. Схема мощного волоконного лазера:
1
—
волоконные лазеры мощностью 100 Вт;
2
—
мощный волоконный лазер;
3
—
волокно, передающее суммарное излучение;
4
—
фокусирующая система;
5
—
обрабатываемая деталь
Преимущества волоконных лазеров расширяют сферу примене-
ний технологий ЛОМ, что должно отразиться на увеличении общего
объема продаж лазеров.
Угол расходимости излучения волоконных лазеров средней и ма-
лой мощности определяется дифракцией и близок к своему пределу
в
в
/ ,
d
θ
λ
≅
где
d
в
—
диаметр активного волновода (сердцевины). Ге-
нерация излучения происходит на одной основной волноводной моде
и поэтому излучение обладает высоким качеством (
М
2
≈
1,
K
≈
1).
Однако угол расходимости излучения на выходе из волновода имеет
большее значение
в
(
0,1
θ
≈
рад при
λ
=1 мкм и
d
в
= 10
–3
см), поэтому
для уменьшения угла расходимости используют коллимирующую
линзу с фокусным расстоянием
к
в
,
D F d
λ
=
где
D
—
диаметр пучка лазерного излучения на линзе, в фокальной
плоскости которой находится выходной торец волновода. Угол рас-
ходимости коллимированного пучка, прошедшего линзу:
/ .
D
θ
λ
=
Так, при
D
= 2 см имеем
θ
≈
0,5
⋅
10
–4
рад. Таким образом, очень малая
площадь поперечного сечения активного волновода позволяет полу-
чать после телескопирования коллимированный пучок с очень высо-
кой направленностью. Однако малая апертура генерируемого пучка
излучения имеет и негативное последствие: с повышением мощности
внутри активной среды возникают большие лучевые нагрузки.
Например, при мощности непрерывного излучения
P
L
= 10
8
Вт ин-
тенсивность излучения в активном волноводе достигает 10
8
Вт/см
2
.
Следует отметить, что в дисковом лазере при той же мощности