【产品动态】工业激光器的定义与分类
发布时间：2025-10-27 15:18:48 阅读数： 55
汽车车身 1 分钟完成 30 个焊点焊接、50mm 厚钢板被精准切穿、电子元件表面刻出 0.1mm 精细字符 —— 这些工业制造中的 “神操作”，全靠工业激光器发力。工业激光器是利用受激辐射原理，产生定向高能量激光束，适配切割、焊接、打标等工业需求的核心设备，其分类直接决定加工效率与精度，选对类型能让生产效率翻倍。?
一、工业激光器的核心定义?
工业激光器是由泵浦源、增益介质、谐振腔三大核心部件构成的激光发射装置。泵浦源提供能量激发增益介质，增益介质（如光纤、晶体、气体等）吸收能量后产生光放大，谐振腔通过反射镜让光束多次放大，最终输出高亮度、单色性好的激光束。与民用激光器不同，它具备功率范围广（几瓦至数万瓦）、稳定性强、适配工业恶劣环境等特点，是现代制造的 “光加工工具”。?
二、按增益介质分类：工业激光器的主流划分?
增益介质是工业激光器的 “发光核心”，不同介质决定其波长、功率和应用场景，这是网民搜索最多的分类方式，主要分为以下几类：?
1. 光纤激光器：金属加工的 “主力军”?
核心结构：以掺镱、铒等稀有金属的光纤为增益介质，谐振腔集成在光纤中，采用半导体激光二极管泵浦。?
关键参数：波长多为 1064nm 近红外，功率覆盖 10W-100kW+，电光转换效率达 40%，光束质量因子 M2≈1.1-1.5。?
应用场景：汽车车身焊接（10kW 激光器焊接速度 2m/min）、厚钢板切割（30kW 激光器可切 200mm 碳钢）、金属 3D 打印（1000W 激光器打印精度 0.1mm）。?
优缺点：优点是体积小、散热好（风冷即可）、维护成本低（寿命 1-3 万小时）；缺点是波长较单一，紫外 / 中远红外波长难实现。?
典型产品：IPG YLR-10000 光纤激光器，输出 10kW 功率，常用于重型机械制造。?
2. 二氧化碳（CO?）激光器：非金属加工的 “老大哥”?
核心结构：增益介质为 CO?+N?+He 混合气体，通过电激发气体分子发光，波长固定在 9.4-10.6μm 远红外区域。?
关键参数：功率范围 10W-20000W，可连续或脉冲运转，光束质量因子 M2≈2-5。?
应用场景：塑料打标（100W 机型打标速度 200mm/s）、木材切割（100W 激光器切 30mm 木板速度 1.2m/min）、玻璃雕刻。?
优缺点：优点是功率高、材料适配广；缺点是体积大（高功率机型需水冷系统）、光束需镜面传导，灵活性差，运营成本高于固体激光器。?
技术类型：分为流动型（高功率）和扩散冷却型（中低功率，维护少）两种。?
3. 固体激光器：精密加工的 “巧工匠”?
以块状晶体或玻璃为增益介质，常见类型有碟片、圆棒激光器等，是精密场景的优?。?
碟片激光器：增益介质为 0.1mm 厚 Yb:YAG 薄片，功率可达 16kW 以上，光束质量高、抗回反光，适用于汽车钣金加工，德国 TRUMPF 是代表品牌。?
圆棒激光器：以 Nd:YAG 晶体为介质，功率较低，多用于点焊、打标，优点是易维修，缺点是热效应影响光束质量，转换效率低。?
关键参数：波长灵活（1064nm 近红外、266nm 紫外等），功率 1W-1000W，光束质量因子 M2≈1.5-3。?
应用场景：PCB 板钻孔（355nm 紫外激光器孔径 0.05mm）、蓝宝石玻璃切割（皮秒激光器热影响区亚微米级）。?
4. 半导体激光器：集成应用的 “小个子”?
核心结构：以半导体芯片为增益介质，兼具增益介质与谐振腔功能，体积仅指甲盖大小。?
关键参数：功率几毫瓦 - 数百瓦，效率高（高于其他光源），寿命超 15000 小时。?
应用场景：激光焊接的泵浦源、金属表面淬火、条码扫描，高功率机型可用于铜焊。?
优缺点：优点是紧凑稳定、成本低；缺点是高功率时光束质量差，暂难替代其他激光器用于高精度切割。?
三、其他实用分类维度：贴合工业选型需求?
精品推荐
除增益介质外，按工作方式和功率分类更贴合实际选型，是网民高频咨询的内容：?
1. 按工作方式分类?
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| 类型? | 特点? | 应用场景? |
| 连续波激光器? | 持续输出，能量稳定? | 汽车焊接、厚材切割（光纤 / CO?激光器）? |
| 脉冲激光器? | 脉冲输出，峰值功率高? | 精密打标、钻孔（固体 / 半导体激光器）? |
| 超短脉冲激光器? | 脉冲宽（皮秒 / 飞秒），无热损伤? | 玻璃、陶瓷加工（固体激光器基?。? |
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2. 按输出功率分类?
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| 功率级别? | 适用类型? | 应用场景? |
| 低功率（<1kW）? | 半导体、圆棒激光器? | 打标、点焊? |
| 中功率（1kW-3kW）? | 光纤、CO?激光器? | 薄板切割、中小型焊接? |
| 高功率（>3kW）? | 光纤、碟片、CO?激光器? | 厚材切割、重型焊接? |
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四、选型总结：按需匹配是关键?
金属厚材加工、连续生产：选高功率光纤或 CO?激光器（如 30kW 光纤激光器切 200mm 碳钢）；?
精密电子加工、低热损伤：选固体激光器（如紫外激光器切 FPC 软板）；?
集成化、低成本场景：选半导体激光器（如条码扫描、泵浦源）；?
非金属加工：选 CO?激光器（如木材、塑料切割）。?
工业激光器没有 “全能型” 选手，不同分类对应不同制造需求。随着技术发展，光纤激光器向高功率突破，固体激光器向超短脉冲升级，但核心选型逻辑始终是 “按加工材料、精度、功率找对类型”，这也是工业制造高效生产的核心秘诀。?
