自60年代以來，激光切割一直存在，但現(xiàn)在由于其在工業(yè)過程中的使用日益增加而具有相關(guān)性。這種非接觸式工藝使用恒定的光束來產(chǎn)生熱量和壓力，然后隨著切割頭在材料表面上移動而精確地重塑/扭曲各種材料。激光技術(shù)具有多種功能，包括切割，鉆孔和雕刻，具體取決于激光的強度，激光束所用的主要成分材料及其作用的材料。激光切割是制造鈑金零件的最主要工藝之一。
每個激光器都提供連續(xù)波長，可用于多種用途。有三種類型的激光器：CO2（氣體激光器），光纖激光器和Nd：YAG或Nd：YVO（釩酸鹽晶體激光器）。每個都使用不同的基礎(chǔ)材料，用氣體混合物電氣激勵或通過物理二極管。
CO2激光器
CO2激光器通過充滿氣體混合物的管子發(fā)電，產(chǎn)生光束。這些管的兩端都有鏡子。其中一個鏡子是完全反射的，另一個是局部的，讓一些光通過。氣體混合物通常是二氧化碳，氮氣，氫氣和氦氣。CO2激光器在光譜的遠(yuǎn)紅外范圍內(nèi)產(chǎn)生不可見光。
對于工業(yè)機(jī)器而言，功率最大的CO2激光器可達(dá)到多千瓦，但這些都是例外。典型的加工CO2激光器功率為25至100瓦，波長為10.6微米。
這種類型的激光最常用于木材或紙張（及其衍生物），聚甲基丙烯酸甲酯和其他丙烯酸塑料。它也適用于皮革，織物，壁紙和類似產(chǎn)品。它還被用于加工奶酪，栗子和各種植物等食品。
CO2激光器通常最適合非金屬材料，盡管它們可以加工某些金屬。它通常可以切割鋁板和其他有色金屬薄板。人們可以通過提高氧含量來增強CO2束的功率，但是這對于沒有經(jīng)驗的手或者不適合這種增強的機(jī)器來說可能是有風(fēng)險的。
光纖激光器
這類機(jī)器是固態(tài)激光器組的一部分，并使用種子激光器。它們使用專門設(shè)計的玻璃光纖放大光束，這些光纖從泵浦二極管獲得能量。它們的一般波長為1.064微米，產(chǎn)生極小的焦點直徑。它們通常也是各種激光切割裝置中最昂貴的。
光纖激光器通常免維護(hù)，使用壽命至少為25,000激光小時。因此，光纖激光器具有比其他兩種類型更長的生命周期，并且它們可以產(chǎn)生強而穩(wěn)定的光束。它們可以管理比具有相同平均功率的CO2激光器高100倍的強度。光纖激光器可以是連續(xù)光束，準(zhǔn)脈沖或提供脈沖設(shè)置，從而賦予它們不同的功能。一種子類型的光纖激光器系統(tǒng)是MOPA，其脈沖持續(xù)時間是可調(diào)節(jié)的。這使得MOPA激光器成為最靈活的激光器之一，可用于多種應(yīng)用。
光纖激光器最適合通過退火，金屬雕刻和標(biāo)記熱塑性塑料進(jìn)行金屬標(biāo)記。它適用于金屬，合金和非金屬，甚至包括玻璃，木材和塑料。光纖激光器，取決于功率，可以非常通用，并處理大量不同的材料。在使用薄材料時，光纖激光器是理想的解決方案。然而，對于超過20毫米的材料來說情況就不那么嚴(yán)重了，盡管可以使用超過6千瓦的更昂貴的光纖激光機(jī)可以解決這個問題。
Nd：YAG / Nd：YVO Lasers
晶體激光切割工藝可以是nd：YAG （釹摻雜的釔鋁石榴石），但更常見的是它們傾向于使用nd：YVO （釹摻雜的正釩酸釔，YVO4）晶體。這些裝置具有極高的切割能力。這些機(jī)器的缺點是價格昂貴，不僅因為它們的初始價格，而且因為它們的預(yù)期壽命為8,000到15,000小時（Nd：YVO4通常具有較低的壽命）并且泵浦二極管可以凈化非常高的價格。
這些激光器的波長為1.064微米，適用于醫(yī)療，牙科，軍事和制造等各種應(yīng)用。當(dāng)比較兩個Nd：YVO表現(xiàn)出更高的泵吸收和增益，更寬的帶寬，更寬的泵浦波長范圍，更短的上部壽命，更高的折射率和更低的導(dǎo)熱性。在連續(xù)操作方面，Nd：YVO在中等或高功率情況下具有與Nd：YAG總體相似的性能水平。然而，Nd：YVO不允許脈沖能量與Nd：YAG一樣高，并且激光壽命持續(xù)較短的時間。
這些可以與金屬（涂層和非涂層）和非金屬（包括塑料）一起使用。在某些情況下，它甚至可以加工一些陶瓷。Nd：YVO4晶體結(jié)合了高NLO系數(shù)晶體（LBO，BBO或KTP），可將輸出從近紅外頻移到綠色，藍(lán)色甚至紫外線，從而為其提供了大量不同的功能。
由于尺寸相似，釔，釓或l離子可以用激光活性稀土離子代替，而不會強烈影響產(chǎn)生光束所需的晶格結(jié)構(gòu)。這保留了摻雜材料的高導(dǎo)熱率。
