QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器詳解
2023-09-16 10:39:33
QCW激光器詳解
激光器從運(yùn)行狀態(tài)上去分類(lèi)的話，類(lèi)型主要分為：脈沖激光器（Pulsed Laser）和CW連續(xù)激光器(continuous wave laser)，而還有一種近年被廣泛使用的激光器為QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器（Quasi-Continuous Wave），下面重點(diǎn)了解一下不被大家所熟悉的QCW準(zhǔn)連續(xù)激光器。
1、? QCW激光器的原理
QCW激光器是英文Quasi-Continuous Wave的縮寫(xiě)，它是一種可實(shí)現(xiàn)近似連續(xù)輸出的半導(dǎo)體激光器，最初于1974年由曼切斯特大學(xué)Clauda A.Swenberg教授首先制造出。QCW激光器采用一種獨(dú)特的填充模式來(lái)達(dá)到連續(xù)激光輸出，為激光技術(shù)研究，帶來(lái)了新的可能性。由于它被認(rèn)為是半導(dǎo)體激光器的一種非常重要且可靠的技術(shù)，它很快就被應(yīng)用于各種應(yīng)用端的技術(shù)領(lǐng)域。
QCW激光器與傳統(tǒng)的激光器的區(qū)別在與它采用了固態(tài)填充技術(shù)，使L-I曲線（備注：激光強(qiáng)度與電流曲線）有了顯著變化，即曲線的斜率明顯減少。由于這種特殊的填充模式，QCW激光器在一段時(shí)間內(nèi)能夠達(dá)到比較穩(wěn)定的輸出功率，可以讓用戶實(shí)現(xiàn)輸出功率穩(wěn)定，近似連續(xù)激光。
QCW激光器有很多優(yōu)點(diǎn)，尤其是高功率、高效率、優(yōu)異的光束質(zhì)量，以及小尺寸和低成本等的優(yōu)勢(shì)，可以滿足多種應(yīng)用的要求。另一方面，它的激光器的耗電成本又比其它激光器要低，特別是比傳統(tǒng)的YAG激光器使用成本要低很多，可以滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。
QCW激光器是一種強(qiáng)大、可靠及實(shí)用的一種激光器，它可以在不同的應(yīng)用中使用，以滿足客戶的要求，它為研究人員提供了一種新的發(fā)展可能，也為激光技術(shù)帶來(lái)了有益的改進(jìn)。
準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器（簡(jiǎn)稱QCW）可以在脈沖和連續(xù)（CW）模式下工作，所以單個(gè)激光器便可以處理以前需要兩個(gè)不同的激光器才能完成的各種加工任務(wù)，因此也具備了更多的加工優(yōu)勢(shì)，下面我們通過(guò)部分行業(yè)的加工案例分析QCW激光器的加工優(yōu)勢(shì)。
2、? 下面將從應(yīng)用端給予詳細(xì)解釋
（1）、3C電子行業(yè)（以IPhone蘋(píng)果手機(jī)充電線插頭激光點(diǎn)焊為例）
應(yīng)用案例：手機(jī)、PAD、電腦充電線等3C產(chǎn)品插頭激光點(diǎn)焊；
應(yīng)用要求：0.3mm不銹鋼激光點(diǎn)焊到不銹鋼基材，要求焊點(diǎn)直徑＜0.1mm以內(nèi)；
應(yīng)用分析：對(duì)比YAG激光點(diǎn)焊，QCW激光焊點(diǎn)更小，外觀更平整，更適合小型插頭激光焊接。
（2）、電子元器件料帶激光點(diǎn)焊
應(yīng)用案例：每卷料帶之間需激光焊接在一起，然后紫銅焊料帶沖壓成型3C電子元器件；
應(yīng)用要求：0.2mm紫銅料帶激光拼焊到一起，完成焊透，無(wú)變形；
應(yīng)用分析：紫銅材料反射率高，QCW激光器這種具有大單脈沖能量和高峰值功率的激光器激光焊接效果最佳，YAG激光器能量輸出不精細(xì)，不適合激光焊接薄的高反材料。
（3）、陶瓷精密激光切割
應(yīng)用案例：電路陶瓷基板精密激光切割；
應(yīng)用要求：0.5mm陶瓷切割，底部不允許掛渣，邊緣不開(kāi)裂，圓滑；
應(yīng)用分析：QCW激光器峰值功率高，對(duì)比連續(xù)激光器切割，熱量更小，陶瓷不易受熱開(kāi)裂。
（4）、動(dòng)力鋰電池電極帽激光點(diǎn)焊
應(yīng)用案例：汽車(chē)動(dòng)力電池18650等圓柱鋰電池電極帽激光點(diǎn)焊；
應(yīng)用要求：0.2mm不銹鋼電極帽激光點(diǎn)焊到鋁墊片上；
應(yīng)用分析：對(duì)比YAG激光器，QCW激光器輸出能量更均勻穩(wěn)定，能量控制更精細(xì)，更適合精細(xì)薄壁材料激光點(diǎn)焊。
（5）、動(dòng)力鋰電池極耳激光點(diǎn)焊
應(yīng)用案例：汽車(chē)動(dòng)力方形鋰電池電極片激光點(diǎn)焊；
應(yīng)用要求：0.1mm鎳極耳片激光點(diǎn)焊到0.1mm鋁殼，焊接牢固；
應(yīng)用分析：對(duì)比YAG激光器，QCW激光器輸出能量更均勻穩(wěn)定，能量控制更精細(xì)，更適合薄壁材料激光點(diǎn)焊。
（6）、精密醫(yī)療配件激光焊接
應(yīng)用案例：醫(yī)療精密配件支柱激光焊接到配件頂帽；
應(yīng)用要求：0.2mm鈦合金支柱激光焊接到0.2mm鈦合金帽，要求牢固，不發(fā)黑；
應(yīng)用分析：QCW激光器光斑小，能量控制精細(xì)，適合精密醫(yī)療配件焊接。
3、QCW激光的優(yōu)勢(shì)
（1）、QCW激光器體積小，具有多樣兼容性，可以直接替代市面上的傳統(tǒng)產(chǎn)品而直接使用，且接線方便，可以應(yīng)用于離線場(chǎng)景；
（2）、QCW激光器＝脈沖激光器＋連續(xù)激光器，可切換脈沖及連續(xù)模式，并同時(shí)處理以往兩個(gè)不同激光器的加工任務(wù)；
（3）、QCW激光器具有高峰值、高脈沖功率特點(diǎn)，其峰值功率可達(dá)連續(xù)模式運(yùn)行下平均功率的10倍；脈沖能量穩(wěn)定性高，脈沖能量穩(wěn)定性波動(dòng)性≤2％，適用于精密激光焊接場(chǎng)景；
（4）、QCW激光器可根據(jù)不同應(yīng)用需求（激光焊接、激光切割）選擇光束模式與光纖芯徑，多種輸出芯徑可供選擇，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景；
（5）、QCW激光器可替代傳統(tǒng)的燈泵浦（YAG）激光器，QCW激光器＝Nd：YAG激光器（鉆孔＋焊接）＋光纖激光器（切割）。
4、QCW激光器的不同應(yīng)用加工特點(diǎn)
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