Przemysłowe zastosowanie laserów półprzewodnikowych sprzężonych światłowodami dużej mocy
Lasery półprzewodnikowe to lasery wykorzystujące materiały półprzewodnikowe jako medium robocze. Takie lasery charakteryzują się małymi rozmiarami, niewielką wagą, długą żywotnością, prostą strukturą i wytrzymałością. Wraz z rozwojem przemysłu moc laserów półprzewodnikowych wzrosła do poziomu kilowatów i znalazła zastosowanie w lutowaniu laserowym, napalaniu laserowym, laserowym spawaniu metali i ma pewne zalety.
Lutowanie laserowe
Lutowanie laserowe zawsze było zaletą laserów półprzewodnikowych dużej mocy. Chociaż gęstość energii lasera półprzewodnikowego jest nieco niższa niż w przypadku lasera światłowodowego, jego rozkład energii jest równomierny, a lut topi się równomiernie podczas procesu lutowania i nie jest podatny na rozpryski. Rynek lutospawania laserowego w przemyśle motoryzacyjnym został zdominowany przez półprzewodnikowe lasery sprzężone z włóknami.
Powlekanie laserowe
Napawanie laserowe może poprawić odporność na zużycie i korozję części metalowych. Szybkość chłodzenia okładziny laserowej (do 106 K / s) jest szybkim procesem krzepnięcia, łatwo uzyskać drobnoziarnisty lub nie można uzyskać stanu równowagi w nowej fazie, takiej jak faza niestabilna, amorficzna i tak dalej. Jednocześnie stopień rozcieńczenia powłoki jest niski (na ogół mniej niż 5%) i występuje w postaci stałej metalurgicznej lub dyfuzji międzyfazowej z podłożem. Dostosowując parametry procesu laserowego, można uzyskać dobrą powłokę o niskim współczynniku rozcieńczenia, a także uzyskać skład powłoki i rozcieńczenie. Sterowny. Jednocześnie wprowadzane ciepło i zniekształcenia napawania laserowego są niewielkie, zwłaszcza w przypadku zastosowania szybkiego napawania o dużej gęstości mocy, odkształcenie można zredukować do tolerancji montażu części.
Spawanie laserowe metali
Lasery półprzewodnikowe dużej mocy charakteryzują się dużą wytrzymałością podczas procesu spawania, a gładkość i gładkość spoiny nie wymaga wysokiej wydajności obróbki końcowej. Są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, metalurgicznym, obronnym i wojskowym. Na przykład wydajność konwersji elektrooptycznej bezpośrednich laserów półprzewodnikowych produkowanych przez Kaplan Corporation wynosi aż 50%. Przewiduje się, że bezpośrednie lasery półprzewodnikowe będą potężnym uzupełnieniem laserów światłowodowych w dziedzinie spawania ze względu na ich własną, wysokowydajną sprawność konwersji fotoelektrycznej i charakterystykę działania po kilku latach.
Perspektywy na przyszłość
Wraz z ciągłym rozwojem technologii chipów lasera półprzewodnikowego i technologii integracji, moc laserów półprzewodnikowych dużej mocy będzie coraz wyższa, a jakość wiązki będzie się poprawiać z roku na rok. Moc laserów półprzewodnikowych dużej mocy stosowanych obecnie w produkcji laserów może osiągnąć 6 kW lub nawet więcej. Wiązkę światła można sprzęgać w światłowody o średnicy rdzenia 0,6 mm, a wiązkę o mocy 1 kW w włókna światłowodowe o średnicy rdzenia 0,3 mm. Dlatego lasery półprzewodnikowe dużej mocy będą wykorzystywane jako bezpośrednie źródło energii w dziedzinie obróbki materiałów, która wymaga dużej gęstości mocy.