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工业用大功率半导体激光器发展现状

2012-07-25 10:36
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  (5)激光切割

  大功率半导体激光在切割领域的应用起步较晚。在德国教育研究部“模块式半导体激光系统”(MDS)计划的支持下,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10mm厚的钢板,切割速度为0.4m/min。

  三、北京工业大学激光工程研究院&飞虹激光科技有限公司(北京)目前研究进展

  北京工业大学激光工程研究院自2000年以来陆续开展了大功率半导体激光器方面的相关研究,包括半导体激光芯片的封装研究、半导体激光光束整形技术研究、直接输出大功率半导体激光器研究、高光束质量大功率半导体激光器研究以及光纤耦合输出大功率半导体激光器研究等,飞虹激光科技有限公司(北京)于2010年购买了相关发明专利20项,实用新型专利28项,飞虹激光随后申报专利16项,成为国内业界高功率半导体激光技术专利最多的公司。

  在半导体激光芯片的封装方面,采用PVD预置In焊料结合自制微通道热沉封装出的半导体激光器,热阻为0.34K/W,达到了国外同类商用器件的水平。

  在半导体激光器光束整形技术研究方面,发明了透射式三角板结构的棱镜组对半导体激光光束进行分割重排,实现了快慢轴方向的光参数乘积均匀化,改善了半导体激光光束质量,其整形效率超过95%,该方法现已获得国家专利。

  结合具有自主知识产权的光束整形技术,研制出了1kW的高光束质量直接输出半导体激光器。该激光器采用多波长耦合和偏振耦合的方式获得了千瓦级激光输出,激光器的光-光转换效率达87.5 %,激光器插头效率高于40%,激光输出光束质量小于12mm mrad,可耦合到芯径为0.2mm、数值孔径为0.22的光纤中,为激光焊接、激光切割等高要求的材料加工提供了一种高效、高质、低耗的先进激光加工装备。

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