半導体レーザーは、半導体材料を加工媒体としたレーザーで、小型、軽量、長寿命、シンプルな構造、頑丈さなどの特徴があります。産業の発展に伴い、半導体レーザーのレーザー出力はキロワットレベルまで上昇し、レーザーろう付け、レーザークラッディング、レーザー金属溶接などの用途で一定の利点があります。
レーザーろう付け

レーザーろう付けは、常に高出力半導体レーザーの有利な用途でした。半導体レーザーのエネルギー密度はファイバーレーザーよりわずかに低いですが、エネルギー分布は均一であり、ろう付けワイヤーはろう付けプロセス中に均一に溶け、飛散しにくいです。自動車産業のレーザーろう付け市場は、半導体ファイバー結合レーザーによって支配されてきました。

レーザークラッディング

レーザークラッディングは、金属部品の耐摩耗性と耐食性を向上させることができます。レーザークラッディングは、急速な凝固プロセスである高速冷却速度（最大106K / s）を備えており、不安定な相やアモルファス相など、平衡状態では得られない微細な構造や新しい相の生成が容易です。 。同時に、コーティングの希釈率が低く（通常5％未満）、基板との強い冶金学的結合または界面拡散結合を持っています。レーザープロセスパラメータを調整することにより、希釈率の低い良好なコーティングが可能になります。得られ、コーティングの組成と希釈を制御可能。同時に、レーザークラッディングの入熱と歪みは小さく、特に高出力密度の高速クラッディングを使用すると、歪みを部品の組み立て公差まで減らすことができます。



レーザー金属溶接

高出力半導体レーザーは、テーラード溶接時の溶接強度が高く、スムーズでフラットな溶接、後処理なしの高効率で、自動車、冶金、国防、軍事産業で広く使用されています。カプリンが製造する直接半導体レーザーの電気光学変換効率は50％にも達します。数年以内に、直接半導体レーザーは、溶接の分野でファイバーレーザーの強力な補足となることが期待されています。その高効率の光変換効率と性能特性の。



典型的な半導体レーザーシステムでは、レーザーの光学モードには次の特性があります。

1）レーザーの波長は比較的短く、一般的に8xxnm〜9xxnmです。

2）ビームのエネルギー分布はフラットトップであり、エネルギー分布は比較的均一です

3）異なる外部光路を通じて異なる光スポット形状を得ることができます

4）エネルギー密度はファイバー伝送用のファイバーレーザーよりわずかに低い

Caplin Optoelectronicsが提供する1000W〜3000Wの高出力ファイバー結合半導体レーザーシステムは、915nm / 940nm / 976nm、300μm/400μm/600μmファイバー出力の波長で、レーザー熱処理、レーザークラッディング、およびレーザー金属溶接に使用されます。製品の波長が短いほど金属吸収に適しており、出力電力が高く、エネルギー密度が比較的高く、均一なエネルギー分布の光学特性が金属表面の非深層加工に適しています。レーザーは、空間出力タイプよりも柔軟性があり、統合が容易な光ファイバーを透過します。



高出力半導体直接処理システムの将来の開発

半導体レーザーチップ技術と集積技術の発展に伴い、高出力半導体レーザーの出力はますます高くなり、ビーム品質も年々向上しています。現在レーザー製造に使用されている高出力半導体レーザーの出力は6000W以上に達する可能性があります。ビームはコア径0.6mmの光ファイバーに結合でき、1000Wビームはコア付き光ファイバーに結合できます。 0.3mmの直径。したがって、高出力半導体レーザーは、高出力密度を必要とする材料加工分野の直接エネルギー源として使用されます。