Ứng dụng công nghiệp của laser bán dẫn kết hợp sợi quang công suất cao
Laser bán dẫn là laser sử dụng vật liệu bán dẫn làm môi trường làm việc. Những tia laser như vậy có đặc điểm là kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, tuổi thọ dài, cấu trúc đơn giản và mạnh mẽ. Với sự phát triển của công nghiệp, công suất laser của laser bán dẫn đã tăng lên mức kilowatt, được ứng dụng trong hàn laser, ốp laser, hàn kim loại bằng laser và có những ưu điểm nhất định.
Hàn laze
Laser hàn luôn là một lợi thế của laser bán dẫn công suất cao. Mặc dù mật độ năng lượng của laser bán dẫn thấp hơn một chút so với laser sợi quang, nhưng sự phân bố năng lượng của nó là đồng đều và chất hàn nóng chảy đồng đều trong quá trình hàn và không dễ bị bắn tung tóe. Thị trường hàn laser trong ngành công nghiệp ô tô đã bị thống trị bởi laser kết hợp sợi bán dẫn.
Ốp laze
Lớp phủ bằng laser có thể cải thiện khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn của các bộ phận kim loại. Tốc độ làm nguội lớp phủ bằng laser (lên đến 106K / s), là một quá trình đông đặc nhanh chóng, dễ đạt được hạt mịn hoặc trạng thái cân bằng không thể đạt được trong giai đoạn mới, chẳng hạn như pha không ổn định, vô định hình, v.v. Đồng thời, tỷ lệ pha loãng của lớp phủ thấp (thường nhỏ hơn 5%), và nó ở trong luyện kim rắn hoặc khuếch tán bề mặt với chất nền. Bằng cách điều chỉnh các thông số của quá trình laser, có thể thu được lớp phủ tốt với tỷ lệ pha loãng thấp và có thể thu được thành phần lớp phủ và độ pha loãng. Có thể kiểm soát được. Đồng thời, nhiệt đầu vào và biến dạng của tấm ốp laze nhỏ, đặc biệt khi sử dụng tấm ốp nhanh mật độ công suất cao, sự biến dạng có thể giảm đến dung sai lắp ráp của bộ phận.
Hàn kim loại bằng laser
Laser bán dẫn công suất lớn có độ bền hàn cao trong quá trình hàn, độ nhẵn và mịn mối hàn không đòi hỏi hiệu quả xử lý sau cao. Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp ô tô, luyện kim, quốc phòng và quân sự. Ví dụ, hiệu suất chuyển đổi điện-quang của laser bán dẫn trực tiếp do Kaplan Corporation sản xuất cao tới 50%. Người ta dự đoán rằng laser bán dẫn trực tiếp sẽ là sự bổ sung mạnh mẽ cho laser sợi quang trong lĩnh vực hàn do hiệu suất chuyển đổi quang điện hiệu suất cao và các đặc tính hiệu suất của chúng sau vài năm.
Triển vọng trong tương lai
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ chip laser bán dẫn và công nghệ tích hợp, sức mạnh của laser bán dẫn công suất cao sẽ ngày càng cao hơn, chất lượng chùm tia cũng được cải thiện qua từng năm. Công suất của laser bán dẫn công suất cao hiện đang được sử dụng trong sản xuất laser có thể đạt tới 6 kW hoặc thậm chí cao hơn. Chùm sáng có thể được ghép thành sợi quang có đường kính lõi là 0,6 mm, và chùm sáng 1 kW có thể được ghép thành sợi quang có đường kính lõi là 0,3 mm. Vì vậy, laser bán dẫn công suất cao sẽ được sử dụng làm nguồn năng lượng trực tiếp trong lĩnh vực xử lý vật liệu cần mật độ công suất cao.