高亮度、高功率固體激光源，如光纖激光器，展現(xiàn)了它們?cè)谖磥?lái)金屬切割應(yīng)用中的潛力。IPU前身為丹麥產(chǎn)品發(fā)展學(xué)會(huì)，即InstituteforProductDevelopment，有一個(gè)研發(fā)的新概念采用了單模光纖激光器進(jìn)行激光切割，已開(kāi)始在DOEFLAC和ROBOCUT兩個(gè)項(xiàng)目中得以應(yīng)用，并與許多其它項(xiàng)目伙伴開(kāi)展合作。

　　最初的實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，這種新的加工方式有潛力超越先進(jìn)的光纖激光切割和CO2激光切割，比后兩種激光切割技術(shù)的加工速度更快、效果更好，而且更便宜。預(yù)計(jì)，兩個(gè)項(xiàng)目完成之后，這種切割技術(shù)將日益成熟并達(dá)到一定水平，可依照通常的商業(yè)條件用于制造出產(chǎn)品并銷(xiāo)售。

　　定制光束形狀

　　這些項(xiàng)目基于一個(gè)原則，即：與使用單束圓形激光束的傳統(tǒng)激光切割相比，新的切割工藝采用了復(fù)雜的激光光束形狀。利用大功率單模光纖激光器獨(dú)特的聚焦特性，產(chǎn)生復(fù)雜的光束形狀，并使之有可能從整體激光能量中分出一部分，以便創(chuàng)建一個(gè)“匙孔”，用于激光焊接或激光切割應(yīng)用中。其余的能量將分配到熔體；在此之前，主光束用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)適當(dāng)?shù)母哒羝麎毫Ψ植荚谌廴诓牧媳砻妗＿@使得它可以將局部壓力施加在切口流出的熔體上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了在激光切割中常用的同軸氣體噴射的壓力。結(jié)果是，切口非常狹窄。新工藝極具潛力，在較大的切割速度范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生毛邊，而且在狹窄的輪廓切割中也能進(jìn)行高速切削，產(chǎn)生高質(zhì)量的切口。

　　幾種切割方式

　　而且，通過(guò)正確地定制激光光束形狀（添加“蓋”形的光束形狀），即使沒(méi)有使用切割輔助氣體，熔融流體也會(huì)沿著入射激光束相反的方向流出切口。因此一個(gè)單通道遠(yuǎn)程切割技術(shù)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，這種技術(shù)具有明確的應(yīng)用前景，比先進(jìn)的遠(yuǎn)程激光切割能更有效地從切口處去除熔融物。

　　光束整形

　　這種激光切割技術(shù)的核心是光束整形，可以通過(guò)不同方式實(shí)現(xiàn)，例如：設(shè)計(jì)一個(gè)配有單模光纖激光器的系統(tǒng)。通過(guò)光束組合結(jié)構(gòu)——而不是把所有的單模傳輸光束匯入一條大的傳輸光纖中，就能將這些光束傳輸?shù)角懈铑^，正如用于大功率多模光纖激光器配置。

　　應(yīng)用一個(gè)單模光纖激光源。采用一種先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)與一個(gè)特別設(shè)計(jì)的人工全息圖（也稱(chēng)為衍射光學(xué)器件），將輸入激光束轉(zhuǎn)換為輻射模式，以便優(yōu)化給定的激光切割工藝。由于光束模式是非對(duì)稱(chēng)的，衍射光學(xué)器件必須根據(jù)實(shí)際切割方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 

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