1940nm 2μm 掺铥光纤激光器：攻克非金属材料加工难关

在全球制造业向“新质生产力”加速转型的今天，材料科学正以前所未有的速度，重塑高端制造的边界。新能源汽车、低空飞行器、机器人灵巧手……这些前沿领域，正被碳纤维、特种工程塑料、高性能复合材料所主导。但一个难题始终困扰着行业：如何对这些精密、高性能的非金属材料，进行高效、无损的“再加工”？

传统红外激光（1μm波段）常常陷入两难：要么吸收率低、效率低下；要么热输入过大，导致碳纤维烧蚀、塑料熔边、复合材料分层。面对橡胶-铝合金叠层、玻璃纤维、PPA等新兴材料，常规方式更是力不从心。2μm掺铥光纤激光器的出现，正在改变这一局面。这个波段与水和许多非S金属材料的自然吸收峰高度吻合，能实现更高效率的能量耦合、更清洁的加工，以及显著更低的热影响。

为什么 2μm 波长如此关键？

1940nm掺铥光纤激光器，中心波长接近2μm，恰好落在多种非金属材料（如木纤维、聚合物、富水组织）的吸收峰值区域。激光不再是“硬灌”能量，而是顺应材料本身的吸收特性。这意味着，2μm波长激光具备：

对于复杂的三维非金属零件而言，这一波长在精密制造中，堪称“理想光源”。

图1不同材料的透过光谱

1940nm系列掺铥光纤激光器——稳定、灵活、安全：

· 稳定高效输出，适合长时间连续运行

· 全光纤光束传输，可灵活集成机械臂，用于3D塑料切割与焊接

· 波长处于1400–2000nm人眼安全范围，提升环境安全性

· 对富水材料吸收效率高，也适用于生物组织加工

· 支持连续波和调制输出，适配多种场景

· 电光转换效率超25%，节能降本

应用：高端非金属加工的强力工具

1940nm掺铥光纤激光器在多种材料加工中都具有优势：

• 塑料焊接：透明材料无缝连接，焊缝干净几乎不可见；

• 薄膜切割：超薄材料高精度加工，边缘光滑无毛刺；

• 非金属3D打印：扫描速率快、能量控制优良，支持更复杂几何形状。

1940nm掺铥光纤激光器的多领域应用：

在新能源汽车领域：完美解决仪表盘、门板等橡胶与铝合金复合结构的无应力、无脱层切割，实现异种材料高精度分离。

图2新能源汽车激光加工

在航空领域（eVTOL）：为碳纤维机体框架、玻璃纤维整流罩提供热影响区＜50μm的精密开孔及轮廓切割，守护其完整性和疲劳寿命。

图3 激光碳纤维加工

在自动化设备领域：对PPS、PPA等高强度工程塑料传动部件进行超洁净加工，为机器人"手指"打造坚固而精准的骨骼。

图4 激光工程塑料的洁净加工

结论

1940nm掺铥光纤激光器，正以更加精准的方式突破非金属材料加工难题，成为高端制造领域不可或缺的战略工具。

相关产品 

作为 1940nm 波段工业级应用的核心代表，中镭迅光连续 500W 掺铥光纤激光器以高功率、高稳定性的全光纤结构，为大规模非金属材料加工提供了可靠的量产级解决方案。

该产品输出波长精准覆盖 1940nm 附近吸收峰区，500W 连续功率输出可满足厚材切割、高速焊接等高效率产线需求；全光纤光路设计保障了长期运行的光束质量与功率稳定性，适用于新能源汽车复合结构件切割、碳纤维航空部件精密加工、工程塑料焊接等高要求工业场景。

参考资料

[1] M.T. Sohail, M. Wang, M. Shareef, P. Yan, A review of ultrafast photonics enabled by metal-based nanomaterials: Fabrication, integration, applications and future perspective, Infrared Phys. Technol., 137 (2024/03/01/ 2024,), Article 105127.

[2] I. Mingareev, F. Weirauch, A. Olowinsky, L. Shah, P. Kadwani, M. Richardson,Welding of polymers using a 2 μm thulium fiber laser, Opt. Laser Technol., 44 (7) (2012), pp. 2095-2099.

[3] A. Sincore, J.D. Bradford, J. Cook, L. Shah, M.C. Richardson, High average power thulium-doped silica fiber lasers: review of systems and concepts, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 24 (3) (2017), pp. 1-8.

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