实用蓝光激光器设计

进入2020年，在蓝光激光器研究领域，中国的研究单位和企业陆续跟进，不断加大投入，集中人力物力攻关研发，终推出了国内的高功率半导体蓝光激光器。在5月份，深圳联赢激光宣布推出国内高功率半导体蓝光激光器，功率为1KW级，波长为455nm，在焊接铜材时属于热传导焊接，焊接过程无飞溅，熔池稳定，采用蓝光激光器焊后的焊缝平整，外观良好。几乎在同一时间，长期专注于第三代半导体发光材料研究的北京大学光电研究院也成功研制了工业级半导体蓝光激光器。早期人们把实现蓝光激光器的重点放在气体激光器和染料激光器上面。实用蓝光激光器设计

其中提出：要聚焦新一代信息技术、生物技术、新能源、新材料、装备、新能源汽车、绿色环保以及航空航天、海洋装备等战略性新兴产业，加快关键技术创新应用，增强要素保障能力，培育壮大产业发展新动能。与之相关，激光技术均在这些产业中有着广泛应用。例如，在新一代信息技术领域，激光通信、激光显示、光存储、光传感都是重要的产业应用；新材料领域中，光电子材料、固态激光材料、光伏电池以及材料的加工等都与激光息息相关；近市场火热的新能源汽车领域，蓝光激光器激光雷达、能源电池焊接、汽车板材的加工、切割、清洗等也都是绕不开的重要因素。.实用蓝光激光器设计随着半导体激光器技术和半导体激光泵浦技术的发展，全固化蓝光激光器必将成为发展方向。

该项目通过攻克蓝光激光器的芯片制造、封装、合束、集成耦合、规模化应用等技术难题，实现包含蓝光芯片、蓝光激光模块、大功率蓝光激光器、蓝光激光焊接及增材制造装备等全产业链技术的国产化，解决大功率蓝光激光器在芯片技术、合束技术、光纤耦合技术等方面的卡脖子关键技术。近年来，蓝光半导体激光器得到了越来越多的关注，蓝光应用在激光投影和材料加工等领域取得了较大进展，尤其是高反金属，如铜、铝和金的加工。高功率蓝光半导体激光器已成功应用于铜的焊接及熔覆，可广泛应用于电池行业、消费电子、医疗等领域。

消费电子和通用照明市场的增长，推动了氮化镓（GaN）二极管激光器的发展。GaN激光器发射波长在450nm附近的蓝光。一个典型的二极管激光器只能输出2~3W的功率，这不足以用于工业加工；另外，由于光束高度不对称，单个二极管的光学质量也不好。要实现工业级的蓝光激光器，必须要将多个二极管的输出合束到一起，同时还要保持原有的亮度。此外，耦合效率也必须非常高，因为系统内过多的能量损耗会导致内部热损伤、性能衰退和系统不可靠。但采用半导体激光器件来实现微小型蓝光激光器，是一种有意义的技术路线。

工业激光器在切割、焊接、钻孔等加工领域发挥着重要作用。这些激光器通常工作在红外波段，这对某些应用很有效，但红外波长不适合加工反射性金属，包括金、铝、镍、铜等，其中铜是常用也是重要的一种材料，在电子制造和汽车制造等行业广泛应用。众所周知，虽然铜对红外激光的吸收率很低，但对蓝光的吸收率却很高。图1中给出了金、铝、铜和其他金属对红外光和蓝光的吸收情况。因此，在加工铜等反射性金属方面，人们一直渴望能有高功率蓝光激光器横空出世。工业级的蓝光激光器一般是一种半导体激光器。蓝光激光具有波长短、衍射效应小、能量高等特性。实用蓝光激光器设计

蓝光激光器因其高金属吸收率的优势，在加工过程中飞溅熔池稳定，成型工件无气孔表面光滑。实用蓝光激光器设计

蓝光激光器已经在印刷、光信息存储、显示技术以及生物化学等领略发挥出重要的作用，其市场前景十分看好。海水透射窗口落在蓝光激光器波段内，波长合适的蓝光激光将成为海底探测和对潜通信的有效手段；目前激光唱盘和数字影碟光盘阅读机普遍采用红光激光器，如果可供光盘机在室温下使用蓝光激光器，由于蓝光波长比红光短得多，因此光盘上记录数据的凹槽尺寸可以做到更小，从而可以提高光介质存储设备的存储量，阅读速度可提高4倍。正是基于多种原因，国外许多大公司及研究机构致力于蓝光激光器的研究工作，至今已经有二十多年的历史，目前已经推出了多种较为实用的蓝光激光器产品。实用蓝光激光器设计

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