高功率半导体激光器历程回顾与产业现状

2019-02-26 09:15

常见激光器特点对比

按工作介质不同，通常将激光器分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器和自由电子激光器6种。接下来介绍几种相对常见的激光器，对比他们与半导体激光器的区别。

从表中对比可见，在适用于工业加工的激光器中，半导体激光器具有光电效率高，价格低，寿命长的优点，这些优点对产业化应用来说极具竞争力。但当前半导体激光器尚未能达到光纤激光器、CO₂激光器的光束质量，在部分应用领域竞争力不足。那么半导体激光器在工业加工上的具体表现怎么样呢？

半导体激光器应用特点

由于半导体激光器具有制造简单、易量产、成本低、波长覆盖范围广、体积小、寿命长、能耗低、电光转换效率高等优点，在CD激光唱片机、光纤通信、光存储器、激光打印机等获得广泛应用，逐渐覆盖了各个光电子学领域的实用市场。

双异质短波长半导体激光器可作为激光光纤通信、大气通信系统的光源，与光通信、光储存、光信息处理、光交互等领域有着密切的联系。量子阱大功率半导体激光器则面向精密机械加工、印刷业、医疗领域及固体泵浦源领域等等。GaN基半导体激光器由于其广阔的波长范围，使其在生物医疗技术、水下通信及运输、光储存等领域具有相当大的实用价值。此外，通过将激光耦合进光纤进行传输，大功率直接半导体激光器在切割和焊接领域得到了广泛应用。

直接半导体（DDL）激光器

在工业加工领域，光纤激光器是当前的主力军，市场份额约占50％，而半导体激光器仅占不到20％。但DDL激光器因更高的光电转化效率而被寄予厚望，近年来增长势头旺盛，未来有望占有更大的份额。与光纤激光器相比，DDL激光器直接作为输出光源应用于加工材料，减去了作为中间泵浦源的电能损耗，因此光电转换效率更高（普遍可达50％，最高可达到70％），也更为节能。