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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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  遵循半导体领域的摩尔定律,十多年来,国际上工业大功率半导体激光器技术已经取得了巨大进步,大功率半导体激光器的功率已经达到10kW以上,在1kW时的光束质量小于12mm mrad,超过了同功率全固态激光器的光束质量,可耦合到芯径200μm、数值孔径为0.22的光纤中。在6kW时光束质量可达到25mm mrad,达到了同功率灯泵浦YAG激光器的光束质量,可耦合到芯径600μm、数值孔径为0.22的光纤中。目前,大功率半导体激光器正在向着高亮度、高光束质量的方向发展,预计明年将会出现能耦合到芯径200μm、数值孔径为0.22光纤中、输出功率达3kW的大功率半导体激光器。

  另外,以半导体激光器为基础的工业大功率全光纤激光器近年来也取得了很大发展,由于其光束质量好、效率高、体积和重量小等优点,大有取代其他激光器的趋势。同工业光纤激光器相比,工业大功率半导体激光器的效率略高(高5%~10%),但是光束质量较差。未来,大功率半导体激光器和光纤激光器的发展是相互促进的,大功率半导体激光器的光束质量越好,光纤耦合的半导体激光泵浦源的功率就越高,从而促进光纤激光器功率的提高,而光纤激光器的不断发展反过来又会带动半导体激光器光束质量的提高和发展。未来很有可能在激光焊接领域形成交集,但是光束质量的差异会使得工业用大功率半导体激光器主要用于贴近式激光焊接,而光纤激光器主要应用于远程激光焊接。

  总之,未来激光技术发展的主流方向已经发生改变,工业用大功率半导体激光器和以半导体激光器为基础的全光纤激光器已经进入工业应用和产业化的高速发展期,这将带动激光业乃至整个制造业的高速发展。在不久的将来,以半导体激光技术为核心的激光材料加工技术将不断推动激光先进制造向着高效率、低能耗、短流程、高性能、高智能、数字化方向发展。

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