大功率半导体激光器在工业领域的五大应用

本文摘要：随着半导体芯片技术和光学技术的发展，半导体激光器的输出功率大大提升，光束质量获得明显改善，在工业领域也取得了更好应用于。目前，工业用大功率半导体激光器的输出功率和光束质量皆已多达了灯泵浦YAG激光器，并已相似半导体泵浦YAG激光器。半导体激光器早已渐渐应用于塑料焊、熔覆与合金化、表面热处理、金属焊等方面，并且也在打标、切割成等方面获得了一些应用于进展。（1）激光塑料焊半导体激光器的光束为平顶波光束，横截面透射空间产于较为均匀分布。

随着半导体芯片技术和光学技术的发展，半导体激光器的输出功率大大提升，光束质量获得明显改善，在工业领域也取得了更好应用于。目前，工业用大功率半导体激光器的输出功率和光束质量皆已多达了灯泵浦YAG激光器，并已相似半导体泵浦YAG激光器。半导体激光器早已渐渐应用于塑料焊、熔覆与合金化、表面热处理、金属焊等方面，并且也在打标、切割成等方面获得了一些应用于进展。（1）激光塑料焊半导体激光器的光束为平顶波光束，横截面透射空间产于较为均匀分布。

与YAG激光器的光束比起，半导体激光器的光束在塑料焊应用于中，可以取得较好的焊缝一致性和焊质量，并且能展开长针焊。塑料焊应用于对半导体激光器的功率拒绝不低，一般为50～700W，光束质量大于100mm/mrad，光斑大小为0.5～5mm。

用这种技术焊会毁坏工件表面，局部冷却减少了塑料零件上的热应力，能避免毁坏映射的电子组件，也较好地防止了塑料熔融。通过优化原料和颜料，激光塑料焊需要取得有所不同的制备颜色。

目前，半导体激光器早已普遍用作焊密封容器、电子组件外壳、汽车零件和异种塑料等组件。（2）激光熔覆与表面热处理对耐磨性及耐腐蚀性拒绝较高的金属零件展开表面热处理或局部熔覆，是半导体激光器在加工中的一个最重要应用于。国际上用作激光熔覆与表面热处理的半导体激光器的功率为1～6kW，光束质量为100～400mm/mrad，光斑大小为2×2mm2～3×3mm2或1×5mm2。与其他激光器比起，用半导体激光器光束展开熔覆与表面热处理的优势在于其电光效率高、材料吸收率低、用于维护费用较低、光斑形状为矩形、透射产于均匀分布等。

目前，半导体激光熔覆与表面热处理早已普遍应用于电力、石化、冶金、钢铁、机械等工业领域，沦为新材料制取、金属零部件较慢必要生产、过热金属零部件绿色再行生产的最重要手段之一。（3）激光金属焊大功率半导体激光器在金属焊方面有许多应用于，应用于范围从汽车工业仪器点焊到生产资料的热传导焊、管道的轴向焊，其焊缝质量好，需要后序处置。用作薄片金属焊的半导体激光器拒绝其功率为300～3000W，光束质量为40～150mm/mrad，光斑大小为0.4～1.5mm，焊材料的厚度为0.1～2.5mm。

由于热量输出较低，零件的变形变形维持在大于程度。大功率半导体激光器可展开高速焊，焊缝平滑美观，在焊过程及焊前后节省劳动力方面具备类似优势，非常适合工业焊的有所不同必须，它将渐渐代替传统的焊方法。（4）激光打标激光打标技术是激光加工仅次于的应用领域之一。目前用于的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。

但是随着半导体激光器光束质量的提高，半导体激光器打标机已开始应用于打标领域。德国LIMO公司已发售了光束质量约5mm/mrad的50W必要输入半导体激光器，以及50μm光纤耦合输入的25W半导体激光器，这早已超过了打标应用于对激光器的输出功率和光束质量的拒绝。

（5）激光切割成大功率半导体激光在切割成领域的应用于跟上较早。在德国教育研究部“模块式半导体激光系统”（MDS）计划的反对下，德国夫琅和费研究所于2001年研制出功率为800W的半导体激光切割机，可切割成10mm薄的钢板，切割成速度为0.4m/min。

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