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工業半導體雷射及其潛力

半導體雷射較少用於切割，因為光纖雷射切割能力更強。半導體雷射廣泛應用於打標、金屬焊接、熔覆和塑膠焊接。

2021-04-21

半導體雷射水冷機

雷射技術在過去幾十年中發展迅速，並逐漸被越來越多的人所了解。其主要應用領域包括工業製造、通訊、醫療美容、娛樂等。不同的應用對雷射光源的波長、功率、光強度和脈衝寬度有不同的需求。在實際生活中，很少人會想要了解雷射光源的詳細參數。目前，雷射光源可分為固態雷射、氣體雷射、光纖雷射、半導體雷射和化學液體雷射等。

毫無疑問，光纖雷射是過去十年工業雷射領域的“明星”，其應用範圍廣、發展速度快。在某種程度上，光纖雷射的發展是半導體雷射發展，特別是半導體雷射國產化的結果。眾所周知，雷射晶片、泵浦源和一些核心部件實際上都是半導體雷射。但今天，本文將討論的是工業製造中使用的半導體雷射器，而不是作為核心零件使用的半導體雷射。

半導體雷射器－一項很有前景的技術

就電光轉換效率而言，固態YAG雷射和CO2雷射可達15%，光纖雷射可達30%，而工業半導體雷射可達45%。這表明，在相同雷射輸出功率下，半導體雷射的能量效率更高。能源效率意味著節省成本，能夠為使用者節省成本的產品往往會受到歡迎。因此，許多專家認為半導體雷射具有廣闊的發展前景和巨大的潛力。

工業半導體雷射可分為直接輸出型和光纖耦合輸出型。直接輸出型半導體雷射產生矩形光束，但易受背反射和灰塵影響，因此價格相對較低。光纖耦合輸出型半導體雷射產生圓形光束，不易受背反射和灰塵問題的影響，而且可以整合到機器人系統中，實現靈活加工，價格也更高。目前，全球工業用高功率半導體雷射製造商包括DILAS、Laserline、Panasonic、Trumpf、Lasertel、nLight、Raycus、Max等。

半導體雷射具有廣泛的應用前景。

半導體雷射較少用於切割，因為光纖雷射性能更佳。半導體雷射廣泛應用於打標、金屬焊接、熔覆和塑膠焊接。

在雷射打標方面，使用功率低於20W的半導體雷射器進行雷射打標已經相當普遍。這種方法既可以用於金屬，也可以用於非金屬材料。

在雷射焊接和雷射熔覆領域，半導體雷射也發揮重要作用。在大眾和奧迪等汽車製造商的白色車身焊接中，經常可以看到半導體雷射的應用。這些半導體雷射的常用功率為4千瓦和6千瓦。普通鋼材焊接也是半導體雷射的重要應用之一。此外，半導體雷射在硬體加工、船舶製造和交通運輸等領域也表現出色。

雷射熔覆可用於修復和翻新核心金屬部件，因此常用於重工業和工程機械領域。軸承、馬達轉子和液壓軸等零件都會出現一定程度的磨損。更換零件雖然是解決方案，但成本高。而採用雷射熔覆技術添加塗層以恢復其原有外觀，則是最經濟的方法。半導體雷射無疑是雷射熔覆中最理想的雷射光源。

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