简述KW级高功率光纤耦合半导体激光器工业应用优势

激光制造网LaserfairCom · 公众号 · · 2017-11-24 11:26

正文

半导体激光器是以半导体材料作为工作介质的激光器，这种激光器具有体积小、质量轻、寿命长、结构简单且坚固等特点。随着工业发展，半导体激光器激光功率已攀升至千瓦级，在激光钎焊、激光熔覆、激光金属焊接等方面均有应用并具备一定优势。

激光钎焊

激光钎焊一直是高功率半导体激光器的优势应用。虽然半导体激光器能量密度略低于光纤激光器，但能量分布均匀，在钎焊工艺过程中钎丝熔化均匀不易产生飞溅。汽车行业的激光钎焊市场一直被半导体光纤耦合激光器占据。

激光熔覆

激光熔覆可以改善金属零件的抗磨损和抗腐蚀性。激光熔覆冷却速度快（高达106K/s），属于快速凝固过程，容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相，如非稳相、非晶态等。同时涂层稀释率低（一般小于5%），与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀释率的良好涂层，并且涂层成分和稀释度可控。同时，激光熔覆热输入和畸变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低到零件的装配公差内。

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凯普林1KW/300μm产品焊接应用

激光金属焊接

高功率半导体激光器在拼焊时焊接强度高，焊缝光滑平整无需后处理效率高，广泛应用于汽车、冶金国防军工等领域。凯普林生产的直接半导体激光器电光转换效率高达50%，预计若干年后，直接半导体激光器凭借自身高效的光电转换效率和性能特点，在焊接领域将会是光纤激光器的强有力的补充。

凯普林2KW/600μm产品焊接应用

典型的半导体激光系统，激光的光模式具有以下几个特点：

1）激光波长较短，一般介于8xxnm-9xxnm之间

2）光束能量分布为平顶型，能量分布较为均匀

3）可以通过不同的外光路得到不同的光斑形状

4）能量密度较光纤传输的光纤激光器略低

凯普林光电提供的1000W-3000W高功率光纤耦合半导体激光器系统，波长915nm/940nm/976nm， 300μm/400μm/600μm光纤输出，在激光热处理、激光熔覆、激光金属焊接均有应用。其产品波长较短更适合金属吸收，输出功率较高，能量密度比较高，能量分布均匀的光学特性适合金属表面的非深度加工处理的工作。激光通过光纤完成传输，和空间输出型的相比柔性度高，便于集成。

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