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飞虹激光大功率半导体激光器在汽车行业中的应用

—— 飞虹激光研制的高光束质量大功率半导体激光器在汽车行业的应用概述

导读: 半导体激光器是一种最初应用于通讯、家用电子产品领域的小功率激光器件。

  半导体激光器是一种最初应用于通讯、家用电子产品领域的小功率激光器件。上世纪80年代初,可精确控制原子层精度生长半导体化合物的分子束外延(MBE)技术和金属有机化合物气相外延技术(MOCVD)的出现推动了量子阱半导体激光器的发展,随后,欧美发达国家对半导体芯片的生长技术、微通道冷却热沉技术、半导体激光器封装技术和微型光学元件技术开始着手研究,这些关键技术使半导体激光器向高功率输出不断迈进。目前的半导体激光器输出功率可以达到万瓦级的水平,在材料加工领域的范围也进一步拓宽。

  飞虹激光研制的半导体激光器在材料加工中主要有以下几方面有优点:

  1. 体积小巧,结构紧凑,质量轻,适合于现场和野外加工

  2. 光电转化效率高(40%以上),节省能源,无污染

  3. 大功率输出,功率从1KW-5KW

  4. 系统稳定性高,寿命长,维护便捷费用低

  5. 波长较短,金属材料吸收效率高,加工质量好

  6. 模块化设计,可以根据不同应用设计加工系统

  7. 投资少,运行成本低,经济效益好

  此外,飞虹激光科技有限公司研制的半导体激光器不同于其他类型高功率激光器的最大特点在于其波长较短,用于材料加工的半导体激光器波长在780nm到980nm之间,大部分金属材料激光的吸收率随波长的减小而增加,如图1所示,从而产生与CO2和Nd:YAG激光器不同的加工效果。例如铝对半导体激光器激光的吸收率是CO2激光器的6.5倍,钢的吸收率为CO2激光器的5倍,高的吸收率使加工边缘更加整齐光滑,减少了后续加工。

金属对各种波长激光的吸收率

  图1  金属对各种波长激光的吸收率

  Fig1.  Absorptivity as a function of wavelength for various materials

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