由于單模光纖激光器具有高光束質量，因此在焊接黑色金屬和有色金屬材料薄片時可以實現很高的焊接速度。采用GSI單模光纖激光器已經證明能夠實現鈦及不銹鋼的薄片、高縱橫比焊接以及小孔焊接。低功率單模光纖激光器可用于各種材料的點焊、傳導焊接以及小孔焊接，這些材料包括低碳鋼、 Inconel、鍍鋅鋼、鋁合金、銅合金、不銹鋼以及鈦合金等。利用CW光纖激光器只能焊接最大厚度為1毫米的不銹鋼，而利用配置高功率、增強型控制以及復雜脈沖成形設備的高精度、低平均功率Nd:YAG激光器可以提高眾多材料的微焊接靈活性。利用脈沖（脈沖成形）中時間能量變化的正確成形，可以實現各種材料的高質量焊接，其中包括鋁合金、銅合金以及異金屬材料等高反射比材料。 由于具有很高的光束質量和小光點直徑，單模光纖激光器非常適合微切割。但是由于目前其脈沖能量和峰值功率較低，而且脈沖寬度很窄，因此此類激光并非微焊接應用的首選。
應用于宏觀機械加工
當前，各種用戶仍然在對高功率光纖激光進行評估，其主要應用包括汽車、航空航天以及造船等行業。在汽車行業，光纖激光用于白車身焊接、激光拼焊板以及液壓成形切割等。與傳統的燈泵浦Nd:YAG激光相比，光纖激光因具備優異的光束質量而可用于汽車行業的遠距離焊接。
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