18
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
интенсивность излучения внутри резонатора составляет около
10
3
Вт/см
2
.
Тем не менее высокое качество излучения волоконных
лазеров с таким значением мощности и их компактность обеспечива-
ет им эффективное применение в различных лазерных технологиях.
Для расширения технологических возможностей этих лазеров
разработаны схемы усилителя мощности с задающим генератором.
Так удается уменьшить трудности формирования коротких импуль-
сов и, соответственно, высокой частоты их следования, связанных с
большими длинами активных волноводов (обычно несколько сотен
метров компактно уложенного в бухту волокна). При этом использу-
ется импульсное излучение лазерных диодов, которые и определяют
форму усиленных импульсов. В результате можно изменять частоту
повторения импульсов в широком диапазоне значений, что обеспечи-
вает оптимальные условия воздействия на материалы при различных
технологических процессах.
Применение волоконных лазеров малой и средней мощности.
Волоконные лазеры малой и средней мощности применяются для ла-
зерной маркировки и гравировки, микросварки и микрорезки (напри-
мер, для создания элементов медицинского оборудования), а также в
книгопечатании, производстве полупроводниковых, электронных
компонентов и других микрообработках материалов. Для этих целей
оказывается достаточной мощность до 400 Вт [14].
Для лазерной маркировки используются импульсные лазерные
системы с большой пиковой мощностью, необходимые для создания
изменений поверхности материала при минимальном нагреве образ-
ца. Оптимальное управление пиковой мощностью и частотой повто-
рения импульсов в зависимости от обрабатываемого материала луч-
ше всего обеспечивается в системе усилитель мощности — задаю-
щий генератор. Такие технологии уже разработаны и доведены до
коммерческого продукта, например зарубежной компанией SPI и
российским НТО «ИРЭ-Полюс». Последнее выпускает медицинские
аппараты на основе волоконных лазерных модулей для хирургии и
силовой терапии.
Для медицинских инструментов и имплантатов, а также для ме-
таллических компонентов, используемых в электронике, применяют
коррозионно-стойкую сталь толщиной 0,1…0,5 мм. К качеству свар-
ки таких компонентов предъявляются высокие требования, в частно-
сти к стабильности мощности. Превышение мощности приводит к
перфорации материала, а малая мощность вызывает снижение проч-
ности материала. Волоконные лазеры средней мощности (до 60 Вт)
обеспечивают требуемое качество сварки с гладкими сварными шва-
ми без пустот и разрушений. Это достигается оптимизацией процесса
выбора скорости сварки и параметров модуляции мощности конкрет-
ного материала.
Волоконные лазеры предназначены для резки тонких полупро-
водниковых пластин толщиной менее 100…200 мкм с небольшими