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我國首臺最大功率10萬瓦工業(yè)光纖激光器啟用

來源:科技日報 時間:2021-12-13 14:31:41

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12月10日,由南華大學與銳科激光等單位聯(lián)合研制、我國首臺最大功率10萬瓦工業(yè)光纖激光器,在湖南衡陽啟動滿功率出光檢驗。經現(xiàn)場出光測試,其工作情況穩(wěn)定,可正式投入使用。該設備可用于核設施管道焊接、放射環(huán)境下核設施退役拆除、核污染元器件表面去污、高放廢液玻璃固化等高端應用。據(jù)悉,這也是全球第二大功率的工業(yè)激光器。

光纖激光器具電光轉換效率高、金屬吸收系數(shù)好、光束質量高等優(yōu)點,被譽為“未來制造系統(tǒng)共同的加工手段”,可廣泛應用于工業(yè)制造、航空航天、3C電子、醫(yī)療設施等領域,進行焊接、切割、表面去污等。現(xiàn)階段,功率在10萬瓦級的激光器,被定義為超高功率激光器。近年來,我國激光技術發(fā)展迅速,但諸多核心器件仍未實現(xiàn)自主可控,亟須加大對超高功率激光器的自主研制。

由南華大學與銳科激光等單位研制的我國首臺10萬瓦超高率光纖激光器,突破了多項技術瓶頸。在整機方面,開發(fā)了完整的系統(tǒng)集成及模塊化組裝技術。對于能量輸出,應用高性能材料和特制鍍膜工藝,制造了功率激光傳輸組件中重要部件——端帽,并突破性地采用自創(chuàng)的端帽熔接加后處理技術,實現(xiàn)傳能光纖和端帽的無損高質熔接,其承受功率超過20萬瓦;突破性解決傳能光纖自發(fā)熱難題,首創(chuàng)鎧裝管主動冷卻技術,支持整機10萬瓦機器長時間連續(xù)不間斷出光。此外,為滿足銅鋁等高反射性材料的加工,采用先進隔離吸光散熱技術,并結合首創(chuàng)的光熱監(jiān)控技術,實現(xiàn)了對高功率光纖回返光可控可扛。

在控制系統(tǒng)上,應用的先進以太網(wǎng)通訊方式通訊速度高,抗干擾能力強,可靈活擴展更高功率的激光器。激光器還內置了豐富的監(jiān)測傳感器,可實時監(jiān)測并顯示激光器內部各個模組的健康狀況。自帶的平板式工控機,可在激光器上直接查看激光器的運行狀態(tài)、工作參數(shù),并切換工作模式。內置的4G通訊模塊,實現(xiàn)了激光器運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的云端傳輸和存儲,方便遠程診斷。


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