湖南智能化蓝光激光器前景

近十几年来半导体激光器发展迅速，已成为世界上发展快的一门激光技术。由于半导体激光器的一些特点，使得它目前在各个领域中应用非常，受到世界各国的高度重视。本文简述了蓝色激光器的概念及其工作原理和发展历史，介绍了半导体激光器的重要特征，列出了半导体激光器当前的各种应用，对半导体激光器的发展趋势进行了预测。激光手术。半导体激光已经用于软组织切除，组织接合、凝固和汽化。普通外科、整形外科、皮肤科、泌尿科、妇产科等，均地采用了这项技术。激光动力学。将对有亲合性的光敏物质有选择地聚集于组织内，通过半导体激光照射，使组织产生活性氧，旨在使其坏死而对健康组织毫无 损害。技术路线上，我们的蓝光激光器是采用行业的‘自由空间输出＋细光束矩形光斑＋高填充面阵光束’结构。湖南智能化蓝光激光器前景

早期的蓝光激光器功率很小，并没有得到太多的关注，直到2017年后人们才意识到要发展高功率蓝光激光器。一般来说，蓝色半导体激光只能以单体输出，在蓝光激光器实现高功率输出时，光束尺寸就会增大，难以保证在保持小光束尺寸的同时实现高功率输出。选择耦合方式可以解决蓝光激光器这个问题，即准备多个蓝色的光源，让发出的光线通过透镜汇集成光纤。通过光纤输出激光，这样不仅容易操作，而且通过将多个激光单元连接在一起，可以很容易地增加激光功率输出，成为高功率蓝光激光器。湖南智能化蓝光激光器前景蓝光器件成本的降低，蓝光激光器已具备向更高功率发展的基本条件。

蓝光激光器虽然是激光领域发展的新秀，但在高反材料加工领域有着明显的优势，目前在新能源电池焊接、3C以及合金等领域已逐渐暂露头角。如在锂电子电池的焊接中，蓝光激光器完美适配应用场景。锂离子电池通过将多个薄铜片和铝片相邻地分层来实现高能量密度，其中多层电极片的连接和电池极耳的焊接，都可以使用蓝色激光器焊接，其比常规的超声波焊接和红外激光焊接速度更快，一致性也更好；焊接过程中无飞溅污染物，也有效避免了因此导致的电池短路、影响性能安全等问题。

在焊接与熔覆方面，半导体激光器有着很大的用武之地。半导体激光应用于汽车白车身的钎焊已经非常成熟，在大众、奥迪等部分车型产线上均有装配，主流功率为4KW、6KW的激光器。一般钢材的焊接也是半导体激光器的重要应用，另外在五金加工、船舶、轨道交通等也是重要应用领域。而近两年新型的半导体蓝光激光器则在铜材料、电机、电芯等产品有出色的应用潜力。激光熔覆对金属部件的修补翻新，在重工、工程机械行业具有重要的作用和价值。例如矿机的液压轴、钻井螺杆、电机转子、轴承、汽轮机叶片等，运作时间长了均会出现不同程度磨损，更换就很可惜，而且费用很高，这时利用激光熔覆增加涂层恢复原貌，是经济的办法，而半导体激光器是激光熔覆很受欢迎的激光器。只要未来应用工艺成熟，蓝光激光器加工的需求量会非常可观。

蓝光激光器的研制有以下几个难题：激光器外延结构复杂，在生长过程中更容易形成缺陷，特别是高温且长时间生长约500 nm的p-AlGaN限制层,容易造成量子阱的热退化；激光器的量子阱增益区需要均匀的载流子注入才能实现粒子数反转，形成光增益，而蓝光InGaN量子阱存在载流子注入严重不均匀的问题，空穴注入少的量子阱因难以实现粒子数反转，而成为光吸收损耗区；激光器对杂质敏感，激光是在光腔中经多次振荡放大形成的，因此，其对杂质吸收更敏感，且GaN材料中p型杂质的浓度很高，光吸收损耗大。蓝光激光器提高了焊接速度，可直接转化为更快的生产效率。湖南智能化蓝光激光器前景

当然，蓝光激光器仍存在其不足，那就是目前功率密度较低。湖南智能化蓝光激光器前景

蓝光激光器和光纤激光器焊接对比，于氮化镓材料的半导体激光器可直接产生波长450nm的激光，而无需进一步倍频，因此具有更高的能量转换效率。同时，蓝光在海水中吸收较少，因此传程较长，这使得开拓水下激光材料加工领域变得现实。此外，蓝光相对容易转换为白光，因此可以使用蓝色激光非常紧凑地实现泛光灯和其他照明应用。总的来说，蓝光激光器提高了焊接速度，可直接转化为更快的生产效率，以及很大程度地减少生产停机时间；焊接质量的一致性可提高生产良品率；无飞溅和无孔隙的高质量焊缝，以及更高的机械强度和更低的电阻率等独特优势拓宽了工艺范围。此外，蓝色激光还可以进行导热焊接模式，这是近红外激光所无法实现的。湖南智能化蓝光激光器前景

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