1. 在光電子領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)光纖通信。半導(dǎo)體激光器是光纖通信系統(tǒng)的唯一實用化光源,光纖通信已成為當代通信技術(shù)的主流。
(2)光盤存取。半導(dǎo)體激光已經(jīng)用于光盤存儲器,其最大優(yōu)點是存儲的聲音、文字和圖象信息量很大。采用藍、綠激光能夠大大提高光盤的存儲密。
(3)光譜分析。遠紅外可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于環(huán)境氣體分析,監(jiān)測大氣污染、汽車尾氣等。在工業(yè)上可用來監(jiān)測氣相淀積的工藝過程。
(4)光信息處理。半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于光信息理系統(tǒng)。表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器二維陣列是光并行處理系統(tǒng)的理想光源,將用于計算機和光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。5)激光微細工。借助于Q開關(guān)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的高能量超短光沖,可對集成電路進行切割、打孔等。
(5)激光報警器。半導(dǎo)體激光報警器用途甚廣,包括防盜報警、水位報警、車距報警等。
(6)激光打印機。高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于激光打印機。采用藍、綠激光能夠大大提高打印速度和分辨率。
(7)激光條碼掃描器。半導(dǎo)體激光條碼掃描器已經(jīng)廣泛用于商品的銷售,以及圖書和檔案的管理。
(8)高清晰度激光電視。不久的將來,沒有陰極射線管的半導(dǎo)體激光電視機可以投放市場,它利用紅、藍、綠三色激光,估計其耗電量比現(xiàn)有的電視機低20%。
2. 在材料加工上的應(yīng)用
半導(dǎo)體激光器在材料加工上多用于材料的切割和電路板的加工。由于激光器的高穩(wěn)定性和高效能,從而使得其可以輕易的對工業(yè)材料進行精確的切割,并且在高頻電路板的加工上,低波長的紫外激光也有不錯的應(yīng)用。
(1)光纖激光器和固體激光器的泵浦源
目前,半導(dǎo)體激光器的最大應(yīng)用是作為光纖激光器和固體激光器的泵浦源。作為光纖激光器泵源的半導(dǎo)體激光器,提高單元功率能夠從根本上簡化泵浦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或提高泵浦功率水平。隨著光纖激光器和固體激光器輸出功率越來越高,對半導(dǎo)體泵浦源的功率也提出了更高的要求。
(2)金屬切割
由于光束質(zhì)量的限制,傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器難以直接用于金屬切割。近年來,隨著半導(dǎo)體耦合技術(shù)的提高以及新型合束技術(shù)的逐漸成熟,部分千瓦級以上的光纖輸出的半導(dǎo)體激光器可以滿足切割對光束質(zhì)量的要求。另外,由于半導(dǎo)體激光器波長的多樣性,短波長的半導(dǎo)體激光器的波長十分接近鋁的波長吸收最大值,在汽車工業(yè)中,大功率半導(dǎo)體激光非常適用于車身的鋁材的焊接。激光輸出功率為2KW至6KW的半導(dǎo)體激光器在汽車工業(yè)生產(chǎn)過程中已廣泛應(yīng)用。
(3)塑料焊接
使用中小功率的半導(dǎo)體激光器的激光焊接完善了熱塑性塑料焊接的傳統(tǒng)方法,例如,通過超聲波焊接的方式,可使連接區(qū)域在壓緊前直接塑化。激光可以實現(xiàn)光穿透式的激光焊接,在連接區(qū)域形成均勻的熔體,避免因摩擦產(chǎn)生的起毛現(xiàn)象。半導(dǎo)體激光塑料焊接廣泛使用于汽車行業(yè)的傳感器或塑料箱體的密封焊接,也可應(yīng)用于木制產(chǎn)品包邊或者加工纖維強化的合成材料。
(4)激光熔覆
激光熔覆又稱為激光包覆或激光熔敷,是一種表面改性技術(shù),通過在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法,在基層表面形成與其為冶金結(jié)合的添料熔覆層。半導(dǎo)體激光器可用于熔覆工藝,實現(xiàn)減少粉末與集體材料的混合以及更少的熱量輸入,進一步提高熔覆工藝的經(jīng)濟效益。
(5)激光錫焊
錫焊是利用低熔點的金屬焊料加熱熔化后,滲入并充填金屬件連接處間隙的焊接方法,焊料常為錫基合金。目前,輸出功率為100W的半導(dǎo)體激光器已在錫焊中的推廣應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體激光器價格的進一步降低、人工成本的不斷提高及智能制造、精密制造的推進,預(yù)計激光錫焊未來將逐步替換傳統(tǒng)的烙鐵焊接,得到廣泛的應(yīng)用。
審核編輯黃宇
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