半導體激光器是以半導體材料作為工作介質的激光器，這種激光器具有體積小、質量輕、壽命長、結構簡單且堅固等特點。隨著工業(yè)發(fā)展，半導體激光器激光功率已攀升至千瓦級，在激光釬焊、激光熔覆、激光金屬焊接等方面均有應用并具備一定優(yōu)勢。
激光釬焊
激光釬焊一直是高功率半導體激光器的優(yōu)勢應用。雖然半導體激光器能量密度略低于光纖激光器，但其能量分布均勻，在釬焊工藝過程中釬絲熔化均勻不易產生飛濺。汽車行業(yè)的激光釬焊市場一直被半導體光纖耦合激光器統(tǒng)領。
激光熔覆
激光熔覆可以改善金屬零件的抗磨損和抗腐蝕性。激光熔覆冷卻速度快（高達106K/s），屬于快速凝固過程，容易得到細晶組織或產生平衡態(tài)所無法得到的新相，如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等。同時涂層稀釋率低（一般小于5%），與基體呈牢固的冶金結合或界面擴散結合，通過對激光工藝參數(shù)的調整，可以獲得低稀釋率的良好涂層，并且涂層成分和稀釋度可控。同時，激光熔覆熱輸入和畸變較小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時，變形可降低到零件的裝配公差內。
激光金屬焊接
高功率半導體激光器在拼焊時焊接強度高，焊縫光滑平整無需后處理效率高，廣泛應用于汽車、冶金國防軍工等領域。例如，凱普林公司生產的直接半導體激光器電光轉換效率高達50%，預計若干年后，直接半導體激光器憑借自身高效的光電轉換效率和性能特點，在焊接領域將會是光纖激光器的強有力補充。
凱普林2KW/600μm 產品焊接應用
典型的半導體激光系統(tǒng)，激光的光模式具有以下幾個特點：
1）激光波長較短，一般介于8xxnm-9xxnm之間
2）光束能量分布為平頂型，能量分布較為均勻
3）可以通過不同的外光路得到不同的光斑形狀
4）能量密度較光纖傳輸?shù)墓饫w激光器略低
凱普林光電提供的1kW-3kW高功率光纖耦合半導體激光器系統(tǒng)，波長915nm/940nm/976nm， 300μm/400μm/600μm光纖輸出，在激光熱處理、激光熔覆、激光金屬焊接均有應用。其產品波長較短更適合金屬吸收，輸出功率較高，能量密度比較高，能量分布均勻的光學特性適合金屬表面的非深度加工處理的工作。激光通過光纖完成傳輸，和空間輸出型的相比柔性度高，便于集成。
未來前景
隨著半導體激光芯片技術和集成技術的持續(xù)發(fā)展，大功率半導體激光器的功率將會越來越高，光束質量也逐年改善。目前應用于激光制造的大功率半導體激光器的功率可達6kW甚至更高，光束可耦合進入芯徑為0.6mm的光纖，1kW光束可耦合進入芯徑為0.3mm的光纖。因此，高功率半導體激光器將作為直接能源應用于對功率密度要求較高的材料加工領域。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
