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雷射應用2018-10-01

光纖雷射和YAG雷射的差異與選擇


YAG雷射:是一種發展已久了雷射類型,以固體材料做工作物質,屬於固體雷射,Nd3+︰YAG雷射,是採用光學激發的方法,就是利用普通的光來激發雷射的工作物質產生雷射光,普通的光照射到工作物質,引起工作物質內部的粒子數反轉而振盪產生雷射。

以Nd︰YAG雷射來說,有分為脈衝光及連續光兩種,就組件的結構而言,都大同小異,脈衝光屬於較常使用之種類。YAG雷射的組件結構一般由光泵、工作物質、共振腔、聚光腔、水冷系統及電源幾個部分組成。

光泵:就是我們比較常聽到的雷射燈管,例如:氙燈、氪弧燈、鹵鎢燈…,其中以脈衝氙燈的效果較好,也最常被使用。

YAG雷射的絕對優勢,就是購置成本較低,但是隨著光纖雷射蓬勃的發展,慢慢也不再具有優勢,YAG雷射耗電較大,需定期燈換燈管等耗材,也逐漸被光纖雷射所取代。

光纖雷射:是由共振腔與增益介質所組成,因為雷射的增益介質是以光纖形式呈現,所以被稱為光纖雷射。

光纖雷射有幾項特別的優點:

  • 軟光路:也別於YAG、CO2等雷射,不需要鏡片折射之硬光路,調教光路容易,雷射源出端使用一條光纖纜線就可以拉到雷射加工頭,光路便捷,搭載於自動化機械手臂非常適合。
  • 雷射源的體積大幅縮小,不僅可減少許多設備硬體擺放空間,還可以便於攜帶。
  • 光纖散熱面積大且容易,很適合做大功率的雷射源使用。
  • 雷射光於光纖內傳輸,收外界干擾之影響程度低,出光穩定。
  • 光纖雷射幾乎無耗材,雷射源本身使用壽命長,雖然初期投置成本相較YAG雷射高,但節省了相當多的維護成本。

另外一提,目前市場上,有使用YAG雷射源,拉載光纖做為雷射光束的傳送線,可免去使用許多反射鏡及鏡片的複雜光學裝置。