固體激光器是用固體激光材料作為工作物質的激光器。工作介質是在作為基質材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子。例如：在釔鋁石榴石（YAG）晶體中摻入三價釹離子的激光器可發(fā)射波長為1050納米的近紅外激光。

 

　　固體激光器具有體積小、使用方便、輸出功率大的特點。固體激光器一般連續(xù)功率在100瓦以上，脈沖峰值功率可高達109 W。但由于工作介質的制備較復雜，所以價格較貴。

 

　　固體激光器光束傳輸方式

 

　　固體激光器（SSL）的三類光束傳輸方式及加工光路，介紹了如何通過使用反射光路來減少熱焦點偏移；通過采用雙同軸芯光纜能使同一光纖傳輸兩種不同質量的光束，光束質量的改進將如何以一種創(chuàng)造性的方法來提升激光器的靈活性；高質量光束如何更好地利用振鏡掃描光路以完成遠程焊接。

 

　　控制熱焦點偏移

 

　　當激光束的波長為1微米時，保持光路表面潔凈非常關鍵。由于固體激光器的波長比二氧化碳激光器短很多，光路中即便是一個很小的微粒，也會造成重大損害或者功率損耗。如果將一個帶相機的零度角（直線型）加工頭和一個帶照相機的90度角（直角）加工頭做比較，很容易看到熱焦點偏移的效果。在零度角配置的情況下，為了將可見光反射給相機，需要在透鏡和準直儀之間增加一個穿透式光學板。而在90度角配置時，為了反射激光波長和將可見光傳遞給相機，需要涂覆呈直角形的光路。

 

　　在穿透式鏡片里，激光光束穿過光學材料，大約2%的能量會被疏松物質和鏡片表面吸收，即便是潔凈且精心設計的鏡片也不例外。可以預想，1000瓦特的2%是相當容易控制的，但是16000瓦特的2%卻難以從材料中消除，因為材料在熱消除特性方面不是特別易于傳導熱量。另一方面，反射式鏡片能夠將幾乎所有的能量都反射出去，只在涂層和表面上有些許損耗，一般不超過0.3%，因此在光學材料環(huán)節(jié)中損失的熱量非常少的。

 

　　對于大功率高負載率激光焊接應用來說，反射式光學加工頭是理想的選擇。準直透鏡和聚焦透鏡都已經被替換為反射式光路。而且，在反射式聚焦光路上涂覆了涂層，使可見光傳輸至位于后面的相機。這讓保護蓋滑片成為這種配置中唯一可透光的光學部件。圖1顯示了在大功率應用中反射式光學配置和穿透式光學配置的對比結果。在圖中可以看到，熱焦點偏移顯著減少，特別是在與零度角（直線型）穿透式配置相比時，大功率級別減少了75%的熱焦點偏移。