高出力ファイバー結合半導体レーザーの産業用途
半導体レーザーは、半導体材料を作動媒体として使用するレーザーです。このようなレーザーは、小型、軽量、長寿命、シンプルな構造、堅牢性という特徴があります。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に上昇し、レーザーろう付け、レーザークラッディング、レーザー金属溶接に適用され、特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利点です。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、そのエネルギー分布は均一であり、はんだ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の冷却速度（最大106K / s）は、急速な凝固プロセスであり、非安定相、アモルファスなどの新しい相では、きめの細かい状態や平衡状態を簡単に得ることができません。同時に、コーティングの希釈率は低く（一般に5％未満）、固体の冶金学的または基板との界面拡散状態にあります。レーザー加工パラメーターを調整することにより、低希釈率で良好なコーティングを得ることができ、コーティング組成および希釈を得ることができる。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場合は、変形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、溶接工程での溶接強度が高く、溶接の滑らかさと滑らかさは、高い後処理効率を必要としません。それらは、自動車、冶金、防衛、および軍事産業で広く使用されています。例えば、カプラン社製の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。直接半導体レーザーは、数年後の独自の高効率光電変換効率と性能特性により、溶接分野でファイバーレーザーを強力に補完するものになると予測されています。
今後の展望
半導体レーザーチップ技術と集積技術の継続的な開発により、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、6kW以上に達する可能性があります。光ビームはコア径0.6mmの光ファイバに結合でき、1kWビームはコア径0.3mmの光ファイバに結合できます。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の分野で直接エネルギー源として使用されます。