Applicazione industriale di laser semiconduttori accoppiati a fibra ad alta potenza
I laser a semiconduttore sono laser che utilizzano materiali semiconduttori come mezzo di lavoro. Tali laser hanno le caratteristiche di piccole dimensioni, leggerezza, lunga durata, struttura semplice e robustezza. Con lo sviluppo dell'industria, la potenza laser dei laser a semiconduttore è salita al livello di chilowatt ed è stata applicata nella brasatura laser, nel rivestimento laser, nella saldatura laser dei metalli e presenta alcuni vantaggi.
Brasatura laser
La brasatura laser è sempre stata un vantaggio dei laser a semiconduttore ad alta potenza. Sebbene la densità di energia del laser a semiconduttore sia leggermente inferiore a quella di un laser a fibra, la sua distribuzione di energia è uniforme e la saldatura si scioglie in modo uniforme durante il processo di brasatura e non è soggetta a schizzi. Il mercato della brasatura laser nell'industria automobilistica è stato dominato dai laser semiconduttori accoppiati in fibra.
Rivestimento laser
Il rivestimento laser può migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione delle parti metalliche. La velocità di raffreddamento del rivestimento laser (fino a 106K / s), è un processo di solidificazione rapido, facile da ottenere a grana fine o lo stato di equilibrio non può essere ottenuto nella nuova fase, come la fase non stabile, amorfa e così via. Allo stesso tempo, il tasso di diluizione del rivestimento è basso (generalmente inferiore al 5%), ed è in diffusione metallurgica solida o di interfaccia con il substrato. Regolando i parametri del processo laser, è possibile ottenere un buon rivestimento con una bassa velocità di diluizione e si possono ottenere la composizione e la diluizione del rivestimento. Controllabile. Allo stesso tempo, l'apporto di calore e la distorsione del rivestimento laser sono piccoli, specialmente quando si utilizza un rivestimento rapido ad alta densità di potenza, la deformazione può essere ridotta alla tolleranza di assemblaggio della parte.
Saldatura laser dei metalli
I laser a semiconduttore ad alta potenza hanno un'elevata resistenza di saldatura durante il processo di saldatura e la levigatezza e la levigatezza della saldatura non richiedono un'elevata efficienza di post-elaborazione. Sono ampiamente utilizzati nell'industria automobilistica, metallurgica, della difesa e militare. Ad esempio, l'efficienza di conversione elettro-ottica dei laser a semiconduttore diretti prodotti da Kaplan Corporation raggiunge il 50%. Si prevede che i laser a semiconduttore diretti saranno un potente complemento ai laser a fibra nel campo della saldatura grazie alla loro efficienza di conversione fotoelettrica ad alta efficienza e alle caratteristiche prestazionali dopo diversi anni.
Prospettive future
Con il continuo sviluppo della tecnologia dei chip laser a semiconduttore e della tecnologia di integrazione, la potenza dei laser a semiconduttore ad alta potenza diventerà sempre più elevata e anche la qualità del raggio migliorerà di anno in anno. La potenza dei laser a semiconduttore ad alta potenza attualmente utilizzati nella produzione di laser può raggiungere i 6 kW o anche superiore. Il fascio di luce può essere accoppiato in fibre ottiche con un diametro del nucleo di 0,6 mm e un fascio di 1 kW può essere accoppiato in fibre ottiche con un diametro del nucleo di 0,3 mm. Pertanto, i laser a semiconduttore ad alta potenza verranno utilizzati come fonte di energia diretta nel campo della lavorazione dei materiali che richiede un'elevata densità di potenza.