光纤激光器简介.docx

目录第一章、 激光基础第二章、 激光器第三章、 光纤的特性第四章、 光纤激光器第五章、 实验室激光器型号及操作安全第一章 激光基础1.1什么是激光？激光在我国最初被称为“莱赛”，即英语“Laser”的译音，而“Laser”是“Light amplification by stimulated emission of radiation”的缩写。意为“辐射的受激发射光放大”，大约在1964年，根据钱学森院士的建议，改名为“激光”。激光是通过人工方式，用光或者放电等强能量激发特定的物质而产生的光。激光的四大特性：高亮度、高单色性、高方向性、高相干性。具有高亮度的激光束经过透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其能够加工几乎所有材料。由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。1.2激光产生的基本理论1.2.1原子能级和辐射跃迁按照玻尔的氢原子理论，绕原子核高速旋转的电子具有一系列不连续的轨道，这些轨道称为能级,如图1-1。图1-1 原子能级图当电子在不同的能级时，原子系统的能量是不相同的，能量最低的能级称为基态。当电子由于外界的作用从较低的能级跃迁到较高的能级时，原子的能量增图1-2 电子跃迁图加，从外界吸收能量。反之，电子从较高能级跃迁到较低能级时，向外界发出能量。在这个过程中，若原子吸收或发出的能量是光能（辐射能），则称此过程为辐射跃迁。发出或吸收的光的频率满足普朗克公式（hv=E2-E1）。1.2.2受激吸收、自发辐射、和受激辐射受激吸收：处于低能级上的原子，吸收外来能量后跃迁到高能级，则称之为受激吸收。自发辐射：由于物质有趋于最低能量的本能，处于高能级上的原子总是要自发跃迁到低能级上去，如果跃迁中发出光子，则这个过程称为自发辐射。两个能级之间的能量差越大，自发辐射过程所放出的光子频率就越高。如同弹琴，如果用力拉紧琴弦，琴发出的音调频率就高，反之则低。自发辐射光极为常见，普通光源的发光就包含受激吸收与自发辐射过程。前一过程是粒子由于吸收外界能量而被激发至高能态；后一过程是高能态粒子自发地跃迁回低能态并同时辐射光子。当外界不断地提供能量时，粒子就会不断地由受激吸收到自发辐射，再受激吸收，再自发辐射如此循环不止地进行下去。每循环一次，放出一个光子，光就这样产生了。以电灯为例：接通电源后，电流流经灯泡中的发光物质钨丝，钨丝被灼热，使钨原子跃迁至高能态，然后又自发跃迁回低能态并同时辐射出光子，于是灯泡就亮了。受激辐射：处于高能级E2上的原子，受外来频率（满足hv=E2-E1 ）的光子的激励，从E2跃迁到E1，发出一个和外来光子完全相同的光子，称为受激辐射。受激辐射和自发辐射有本质的区别：前者是受激产生，跃迁时产生的光子与外来光子在频率、相位、方向、和偏振方向上完全一致，吸收一个光子，放出两个光子，产生的光子相当于加强了外来光子，即光放大作用。而自发辐射的光子频率不同，是杂乱无章的，完全不相干的。光放大作用简单地说，就是输入是一个外来光子，而输出的则是性质与外来光子一模一样的两个光子，因为在输出的两个光子中，一个就是外来光子本身，而另一个则是在受激辐射过程中释放出来的，即是被外来光子“激”出来的。一个光子激发一个粒子产生受激辐射，得到两个完全相同的光子，这就是光的“放大”。这两个光子再去激发两个粒子产生受激辐射，就可以得到完全相同的4个光子，4、8、16如此链锁反应，完全相同的光子数目便会越来越多，可见受激辐射过程也就是光放大的过程。在受激辐射过程中产生并被放大了的光，便是激光。1.2.3粒子反转分布 从光的放大作用可以看出，要想实现放大，则必须输入外来光子（即种子光，后面要讲的泵浦光），并且要有可供受激辐射的处在高能级的原子。在平衡状态下，粒子（原子、分子等）在各能级的分布满足玻尔兹曼公式，即能级的能量愈高，上面的粒子数越少。这时如果给粒子系统提供一个外来能量，使低能级上的粒子吸收能量跃迁至高能级上，使高能级上的粒子数多于低能级上的粒子数，这个过程即称为粒子集居数反转。只有在两个形成了粒子数反转的能级之间，受激辐射的分量才能大于受激吸收，光才能得到放大。 1.2.4激光产生的三要素：激励源，工作介质，谐振腔 一、激励源 要想把处于低能态的粒子送到高能态去，就得借助外力工具来实现。这个过程类似于把水位很低的河水或井水抽运到水塔上的蓄水池里，必须要有足够功率的水泵作功才成。同理，要实现粒子数反转，首先必须消耗一定的能量把大量粒子从低能级“搬运”到高能级，这种过程在激光理论上叫做泵浦或激励。由于其作用原理和水泵抽水相类似，所以把能使大量的粒子从低能态抽运到高能态的激励装置通称之为“光泵”。“光泵”只是在解释粒子数反转时借用的一种形象的说法。实际上粒子都是甘居低能态的，而且很顽固，并不是象水一样很容易地就被泵抽运走了。即使费了很大劲把一部分抽运到了高能态，但它们很快就又自发地跃回低能态了。怎么办呢，那就需要加大能量不停顿地来轰击。就是说，激励不仅要快，而且要强有力。激励作用总是通过消耗一定的能量来实现的，产生受激辐射所需要的最小激励能量定义为激光器的阈值。阈值是描述激光器整体性能的一个重要参数。二、工作介质 在大千世界里，各种各样的物质都是由分子、原子、电子等微观粒子组成的，如果有了强大的激励是不是都能在物质中实现粒子数反转而产生激光呢?不是的，激励只是一个外部条件，激光的产生还取决于合适的工作物质，也称之为激光器的工作介质，这才是激光产生的内因。前面我们所讲到的都是以二能级系统为例来讨论的，也就是说工作物质只有高、低两个能级。实际上目前所有已实现的激光辐射都是三能级或四能级系统。下图是红宝石激光器的铬离子(Cr3+)的简化能级图，这是一个典型的三能级系统。图中所示的E1,E2,E3中，E2是亚稳态级。外界激发作用将会把粒子从E1抽运到E3，被抽运到E3的粒子很快通过无辐射跃迁转移到E2，因为E3的寿命只有10-9秒，即10亿分之一秒，不允许粒子久留，所以此过程很快。但E2的亚稳态，寿命较长，约为10-3秒，即千分之一秒，允许粒子久留。随着E1上的粒子不断地被抽运到E3，又很快转移到E2，既然E2允许粒子久留，那么从E2到E1的自发辐射跃迁几率就很小，于是粒子就在 E2上积聚起来，从而实现E2对E1两能级间的粒子数反转。 这个系统便能对诱发光子能量hV=E2E1的光进行光放大。显然，E2能级好象一个水塔上的蓄水池，能够贮存大量的粒子，只有亚稳态级才具有这种能力，但并不是所有的发光物质都具有亚稳态结构，这就是有些物质可以“激”出激光来，而有些物质却“激”不出来的道理。所以，具备亚稳态能级结构是对产生激光的工作物质的起码要求。 三、谐振腔合适的工作物质有了，实现粒子数反转的激励源有了，这下子该“激”出激光了吧!还不行，因为人们在实验中发现这样虽然可以产生受激辐射，但非常微弱，根本形不成可供人们使用的激光。这很自然的使人们想到了采用放大的办法来解决这个问题，于是出现了光学谐振腔。即利用两个面对面的反射镜，使放大了的光在镜间来回被反射，反复通过镜间的介质不断再放大，即反馈放大。两个反射镜可以是平面，也可以是球面。其中一个要求是反射率为100的全反射镜，图1-3谐振腔示意图另一个是部分反射镜。比如，反射率为95时，5的光透射出去供人应用，从而构成光学谐振腔。因为其侧面是敞开的，所以，又称作“开放腔”。当把激光介质置于两反射镜之间后，即可构成激光振荡器。当外界强光激励置于两镜间的激光介质时，就在亚稳态级与稳态级之间实现了粒子数反转。处于亚稳态级的粒子当自发地跃迁到低能级时将自发辐射光子，但这种发射是无规律的，射向四面八方，其中一部分可以诱发激发态上的粒子产生受激辐射。 从图上可以看出，凡非腔轴方向的自发辐射，尽管它也可以诱发激发态上的粒子产生光放大，但因介质体积有限，腔侧面又是敞开的，终将逸出腔外。所以，产生激光的作用不大。唯独沿腔轴方向的自发辐射才起作用。每当它碰到镜面时，便被反射沿原路折回，又重新通过介质不断诱发激发态上的粒子产生受激辐射光放大。由于受激辐射光在腔镜间往返运行，介质被反复利用，腔轴方向受激辐射光就越来越强。其中一部分从部分反射镜端射出，这就是激光；而其余部分留在腔内继续反馈放大以维持不断的向外辐射激光。激光产生的流程图如下所示：图1-4 激光产生流程图第二章 激光器2.1激光器的历史激光器的发展史应该追溯到1917年，爱因斯坦提出光的受激辐射的概念，预见到受激辐射光放大器诞生，也就是激光产生的可能性。20世纪50年代美国科学家汤斯及前苏联科学家普罗科霍罗夫等人分别独立发明了一种低噪声微波放大器，即一种在微波波段的受激辐射放大器Maser（Microwave amplification by stimulated emission of radiation )。1958年美国科学家汤斯和肖洛提出在一定条件下，可将这种微波受激辐射放大器的原理推广到光波波段，制成受激辐射光放大器Laser（Light amplification by stimulated emission of radiation）。1960年7月美国的梅曼宣布制成了第一台红宝石激光器。图2-1 梅曼的第一台红宝石激光器1961年我国科学家邓锡铭、王之江制成我国第一台红宝石激光器，称其为“光学量子放大器”。随后我国科学家钱学森建议统一翻译成“激光”或“激光器”。图2-2我国激光器发展历史图2-3我国第一台激光器2.2激光器的分类激光的历史于1960年应用3能级固体激光器的红宝石激光器的振动而拉开了帷幕。对气体激光器、半导体激光器、染料激光、光纤激光器等新激光材料、介质的研究逐渐活跃地展开。现在，在工业用激光器中，二氧化碳激光器、准分子激光器、Nd:YAG激光器、光纤激光器等已被广泛应用。本节将按照增益介质的不同对激光器进行分类，对各种代表性的激光增益介质、泵浦方法、振荡形态、振荡波长进行描述。与激光器的特征有关的项目和种类见表：图2-4 激光器分类图（a）液体激光器液体激光器是以液体作为介质的激光器。最被广泛应用的液体激光器的介质是染料分子溶于有机溶剂中的有机染料，实用化的液体激光器基本上是以有机染料为介质的染料激光器。（b）气体激光器气体激光器是利用气体分子作为激光介质的激光器，一般泵浦方法是对封入到玻璃管（或陶瓷管）内的气体放电。因为放电，被加速的电子将能量转移到气体激光介质的原子（或离子和分子），原子被泵浦到激发态能级而形成反转分布。根据激光介质的气体种类的不同，又可以细分为HeNe激光器、惰性气体激光器、准分子激光器、二氧化碳激光器。（c）半导体激光器半导体激光器工作原理是利用半导体物质，即利用电子在能带间跃迁发光。用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、产生光的辐射放大，输出激光。半导体激光器优点是体积小、重量轻、运转可靠、耗电少、效率高等。（d）固体激光器固体激光器的介质是掺稀土离子的晶体或者玻璃，可以获得小型化大功率的输出。为了在固体激光器中形成光的反转分布，要求介质要有高透明度、耐热性、热传导性、低温依存性等。具有代表性的固体激光器时在晶体中掺入Nb的3价离子Nb3+钇铝石榴石作为介质的Nb:YAG激光器。（e）光纤激光器光纤激光器（Fiber Laser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。第三章 光纤的特性3.1 光纤的构造光纤是是光导纤维的简写，是由石英玻璃（由熔化后的SiO2制成）、塑料等透明电介质材料制成的纤维，光被限制在光纤内部传播，传输原理是“光的全反射”。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。 图3-1 光缆光纤的典型结构是一种细长多层同轴圆柱形实体复合纤维，如图3-2。自内向外为：纤芯（芯层）-包层-涂覆层（被覆层）。核心部分为纤芯和包层，二者共同构成介质光波导，形成对光信号的传导和约束，实现光的传输，所以又将二者构成的光纤称为裸光纤。涂覆层又称被覆层，主要对裸光纤提供机械保护，可分为一次涂层和二次涂层纤芯（芯层）：光纤的纤芯主要由具有高折射率（记为n1）的导光材料制成，如：SiO2光纤芯层材料多为石英玻璃，其中掺入GeO2和P2O5，它的作用是传导光，使光信号在芯层内部沿轴向向前传输。在纤芯中常常掺入稀土元素，这主要是为了提高折射率，使其折射率高于包层。包层：光纤的包层由低折射率（记为n2）导光材料制成（折射率较纤芯低），它的作用是约束光。由于纤芯和包层的折射率，满足n1n2光传导条件，光波在芯包界面上可发生全反射，使大部分的光能量被阻止在芯层中，从而导致光信号沿芯层轴向向前传输。图3-2 光纤结构示意图涂覆层（被覆层）：光纤涂覆层是为保护裸光纤、提高光纤机械强度和抗微弯强度并降低衰减而涂覆的高分子材料层。一般情况下涂覆层有二层，内层为低模量高分子材料，称为一次涂层；外层为高模量高分子材料，称为二次涂层。3.2光纤的传播特性光的入射角大于光纤的临界角c，具有多个光路的光可以在光纤中传播（由传播光的波长、形状和性质决定光路的数量）光以不同入射角在光纤中传播的情况如图3-3所示。图3-3 光纤的模式基本模式和高次模式 在光纤纤芯内传播的光波，可以分解为沿轴向传播的平面波和沿垂直方向（剖面方向）传播的平面波。沿剖面方向传播的平面波在纤芯与包层的界面上将产生反射。如果此波在一个往复（入射和反射）中相位变化为2的整数倍，就会形成驻波。只有能形成驻波的那些特定角度入射到光纤的光信号才能在光纤内传播，这些光波就称为模式。入射到光纤角度最大的模式（和光纤轴最接近的模式）称为基本模式，比基本模式小的角度入射的模式称为高次模式。在光纤内只能传输一定数量的模。通常纤芯直径较粗（几十微米及以上）时，能传播几百个以上的模，而纤芯很细（几个微米）时，只能传播一个模。前者称为多模光纤，后者为单模光纤。3.3光纤的分类1.按光纤截面折射率分布（1）阶跃型光纤(SIF ：Step Index Fiber) 纤芯和包层折射率都是均匀分布，折射率在纤芯和包层的界面上发生突变。（2）渐变型光纤(GIF：Graded Index Fiber) 包层折射率均匀分布，纤芯折射率随着纤芯半径增加而减少，是非均匀连续变化的。 2. 按光纤的模式根据传导模数的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤两类。所谓模是指以一定角速度进入光纤的一束光，模式数就是光路数。（1）单模光纤(SMF：Single Mode Fiber)随着光纤的纤芯直径的缩小，光纤中可以传播的模式数减少，当纤芯直径小于一定值时，只剩下基本模式可以传播，即只能允许一束光传播，这样的光纤称为单模光纤。在单模光纤中，光强度分布近似于高斯分布，光纤信号畸变很小，没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高。适用于长距离、大容量的光纤通信系统。（2）多模光纤(MMF：Multi Mode Fiber)光纤中传输的模式不止一个，即在光纤中存在多个传导模式。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散(因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。(a) 阶跃型多模光纤 (b) 渐变型多模光纤 (c) 单模光纤3.4双包层光纤到20世纪80年代为止，光纤激光器都是将泵浦光直接入射到光纤的纤芯中进行泵浦的（纤芯直接泵浦光纤激光器）。但是对于单模光纤（SMF）的纤芯直接泵浦，因为芯径非常细，将高强度的泵浦光导入到纤芯中，无论在技术上还是在材料方面都很困难（特别是使用空间输出型LD的场合）。另外，对于多模光纤（MMF）的纤芯直接泵浦方式，光束品量降低，无法满足大功率高光束品量的加工要求。但是，1988年大功率和高光束品量兼备的光纤激光器实现方法得到提议，就是使用双包层光纤（Double Clad Fiber，DCF）进行包层泵浦的光纤激光器（双包层光纤激光器）。这种双包层光纤激光器迅速普及，成为现在的大功率光纤激光器的主流泵浦方法。下图是普通光纤与双包层光纤的对比示意图。（a）普通单包层光纤（b）双包层光纤第四章 光纤激光器4.1光纤激光器简介光纤激光器是使用掺稀土类的光纤作为介质的激光器。虽然它是固体激光器的一种，但是因为介质的形状很不同，一般将Nd: YAG等的块状固体激光器与光纤激光器分开来考虑。有连续（CW）振荡和脉冲振荡的光纤激光器两种，前者具有大功率，多应用在切割和焊接方面，后者为小功率，多用在微细加工和打标记方面。至今描述的块状固体激光器中，泵浦光和激光的耦合效率低，模式控制也比较困难。由于光学系统的反射镜、透镜等的尘埃附着，周围环境的热和机械影响带来的光轴偏离等，导致发生输出功率降低和光束品量变差等现象。更进一步，随着大功率化，热透镜效应、热致双折射效应等热效应变得显著，所以光束品量大幅降低。而光纤激光器克服了固体激光器的这些缺点，显示出一些新的特征。图4-1 光纤激光器基本构造图4-1所示为光纤激光器的基本构成，只有激光增益介质选用光纤，由包含空间耦合元件在内的法布里珀罗型光纤激光器的谐振腔构成。如此，光纤激光器的构成要素和固体激光器是一样的，但块状的谐振腔构成元件可以用引线元件代替，可以减少元件数目。传统的块状激光谐振腔的调整复杂，激光谐振腔的制作需要丰富的经验和组装时间。相对地，光纤激光器可以使用模块化的光纤通信技术，一般人都可以简单地组装稳定的激光谐振腔。光纤激光器的实用化是从光通信带（1.5m）的掺铒（Er）光纤激光器开始的。1985年利用改进型化学气相沉积法制成了低损耗硅玻璃的单模光纤，1987年在硅玻璃光纤的损耗最低的1.54m带，开发了低噪声的掺Er光纤放大器（EDFA），所以才有不需要光电转换的光信号而被直接放大成为可能。因为EDFA的开发，光通信市场开始活跃，与900nm带的InGaAs系LD的普及和高性能化一起，光纤激光放大器的研究开发得到了快速发展。光通信以外，最初被应用的大功率光纤激光器是掺钕（Nd）的光纤激光器（钕纤维激光器）。1988年，先前的型芯泵浦概念被打破，而后是包层泵浦的Nd的光纤激光器登场以来，CW光纤激光器的输出功率呈飞跃式增大。1999年采用包层泵浦Nd光纤的CW光纤激光器已达到100W，2002年已达到1kW。现在作为由于掺Nd介质而具有优良特性的大功率激光器的掺镱（Yb）光纤激光器的研究发展很快。Yb光纤激光器的振荡波长在10301100nm之间，2005年掺Yb单模光纤激光器CW-2kW、2008年CW-6kW、2009年CW-10kW（商品化产品为2kW），多模50kW已制成。因为光纤激光器的光束品量非常优良，在切割加工、打标记、远程焊接等工业应用中，正在逐渐取代其他激光器。另外，在2m带，掺铥（Tm）光纤激光器（Tm光纤激光器）的研究得到进展。因为可以应用在医疗设备和特殊加工等领域。4.3光纤激光器的原理全反射镜高反射镜，光源95%被反射，5%被输出图4-2 光纤激光器原理图如图4-2所示，光纤激光器的原理图与其他激光器一样，也是由最主要的三部分组成：泵浦源（LD）、工作介质、谐振腔。在光纤激光器中，工作介质是掺杂了稀土元素的光纤。首先种子光源由泵浦光产生，通过光学耦合系统将泵浦光导入到增益光纤中，产生受激辐射，在工作介质中，种子光源被放大，但是还达不到我们需求的强度，这时谐振腔起到了振荡光的作用，放大的光到达右边的高反射镜后绝大部分被重新反射进入增益光纤中，从而在增益光纤中再次发生受激辐射光放大。光源又一次被放大，谐振腔的左边是一个全反射镜，将光源再次反射，在两面镜子之间，光源每反射一次，激光就产生一次放大过程。直到光强度达到阀值后，放大光的一小部分才通过右边的半反射镜输出，成为供人使用的激光，而其他95%的光则继续被反射回去产生光放大。4.2光纤激光器的特点（1）小型轻量化光纤可以弯曲，所以可以做到小型轻量化。另外，激光头可以做的很小，可以获得柔软性的系统更新。因此，可以降低装置的购置费用，安装场所也可以较灵活地决定。（2）不需要维护固体激光器随着大功率化，由于热透镜效应和热致双折射效应等热效应显著，因此光束品量大幅降低。为此，开发块体固体激光器时，冷却方法必须慎重地设计。另一方面，光纤激光器的冷却方法在100W以内可以用空冷，这是因为作为激光介质的光纤的表面积/体积的比值要比块状固体激光器的棒形介质大4个量级以上，有优良的散热性。（3）优良的光束品量从光纤发射的激光NA（数值孔径）较小，容易聚光。由此可以达到大功率密度化，实现高分辨率加工。另外，安装到打标记装置中时，可以使用小型的扫描镜，便可实现全部装置的低价格、高速化。构成内置单模光纤，基本上可以获得橫膜的单一化。（4）优良的长期稳定性激光因为是从光纤中射出的，如果光纤是固定的话，光束的空间波动基本上是没有的。不包含自由空间光学系统的全光纤激光器中，由于没有空间光学元件，因此不容易受到尘埃附着和周围环境热的、机械的影响。另外，在激光加工应用中，与最普及的CO2激光器相比，有优点也有缺点，但光纤激光器的振荡波长较短、光束品质优良、焦点深度长、用聚光用的普通透镜对物体进行加工也是可能的。（5）宽增益幅度、高增益、高效率作为广泛使用的光纤激光器的增益介质，掺稀土类硅玻璃光纤有复杂的晶体场的影响，显示出没有微细构造的宽光谱能级，与YAG晶体相比，可以实现宽带的光放大。另外，即使光纤单位长度的增益较小，相互作用长度也很大，但是还可以得到足够的综合效益。而且泵浦光被封闭在光纤中，所以可以实现高效率泵浦（光光转换效率约为70%，电光转换效率约为30%）（6）容易实现大功率化因为泵浦模块可以串联和并联连接，所以很容易增加输出功率。50kW的超大输出功率CW光纤激光器（芯径为100m的光纤传播）已经实用化。（7）可以长距离传输从光纤激光器输出的激光，可以高效率地耦合到传输光纤中。使用传输用光纤，可以对与激光本体远离的加工对象物进行加工。（8）容易产生非线性光学效应光纤的芯径小，相互作用长度很长，容易产生非线性光学效应，所以不适合高强度的脉冲工作，激光的性能受到限制。但是，利用这种特征的、很多新的研究也在广泛进行中。第五章 实验室激光器型号及操作安全5.1 本实验室激光器简介本实验室使用的是德国ROFIN公司FL020型光纤激光器。该激光器在2013年5月13-16日举行的德国慕尼黑光博会上首次亮相。这款FL020激光器一经展出就成为一大亮点。FL型激光器是ROFIN公司于2013年最新推出的新一代光纤激光器。自投入市场以来，ROFIN FL系列光纤激光器已在工业生产领域打下了稳固的基础，并在许多应用领域以其高效、精密及成本效益著称。在2013年举行的慕尼黑光博会上，ROFIN公司展出其FL 020系列首个产品模型。更小巧紧凑、更简单易用是该系列产品新性能及设计增强的最好描述。2 kW光纤激光器配备多达4条光纤输出，安装在一个小巧的壁挂式的外壳内，既能同时提高光纤加工性，又降低了用水要求。 ROFIN FL系列所有光纤激光器均能提供极高的效率及卓越的光束质量。通过使用直径从100 m至800 m不等的开关控制光纤，可以根据加工作业需要精确调整光束质量。与早期固态激光技术相比，ROFIN光纤激光技术可用于更为宽泛的加工应用