青海节能蓝光激光器前景

蓝光激光器和光纤激光器焊接对比，于氮化镓材料的半导体激光器可直接产生波长450nm的激光，而无需进一步倍频，因此具有更高的能量转换效率。同时，蓝光在海水中吸收较少，因此传程较长，这使得开拓水下激光材料加工领域变得现实。此外，蓝光相对容易转换为白光，因此可以使用蓝色激光非常紧凑地实现泛光灯和其他照明应用。总的来说，蓝光激光器提高了焊接速度，可直接转化为更快的生产效率，以及很大程度地减少生产停机时间；焊接质量的一致性可提高生产良品率；无飞溅和无孔隙的高质量焊缝，以及更高的机械强度和更低的电阻率等独特优势拓宽了工艺范围。此外，蓝色激光还可以进行导热焊接模式，这是近红外激光所无法实现的。蓝光激光器是激光领域发展的新秀，对高反材料的高吸收率有着明显的优势。青海节能蓝光激光器前景

蓝光激光波长的特点，使得其在各领域的应用。下面我们重点介绍高功率半导体蓝光激光器在激光显示、激光医疗、铜铝等金属微加工及水下通信等的应用。基于市场上对高反材料如铜铝及其合金的切割需求日益旺盛，蓝光激光器被用于铜等金属微加工。铜、金等材料具有高反射率的特点，对红外等波长激光吸收率极低，激光照射在这类材料上，大部分能量被反射出去，同时还会迅速将被照射的部分能量传递到周围。造成铜、铝等材料及合金激光切割极其困难，甚至不能被加工。图为铜材料对不同波长激光的吸收率比较。青海节能蓝光激光器前景把频率上转换的新型蓝绿光激光器列为国家自然科学基金优先资助项目之一。

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，但这些激光器都存在诸如设备庞大、效率低、寿命短和稳定性差而影响实际应用的严重问题。八十年代中期以来，随着固体激光器技术和非线性光学技术的飞速发展，人们开始在固体激光器领域探寻实现蓝光激光输出的有效方法。  固体蓝光激光器技术获得高效蓝光激光输出的基本方法有：（1）激光二极管直接产生；（2）激光二极管泵浦固体激光器腔内倍频；（3）由上转换激光器产生；（4）近红外激光直接进行波长转换；（5）激光二极管与用它泵浦的固体激光器输出光和频。

传统的红外工业激光器不适合加工铜和许多其他反射金属，因为这些材料只能吸收入射激光能量的百分之几。例如，焊接铜，红外激光器必须提供比熔化材料所需能量多20倍的能量。然而，一旦熔化开始，铜就会吸收更多的红外能量，从而在熔化的铜内部产生局部的微型“”。这些从熔体中喷射出物质，留下分飞溅物和空洞。飞溅和空隙降低了机械可靠性和焊接接头的电保真度。各种激光束曝光模式，即所谓的“抖动”，可以减少这些问题，但不能消除它们。此外，还有一些几何形状，即使通过激光束作用时间和能量的组合也不能实现焊接。蓝光激光器改变了现状。铜吸收蓝光的能力比它吸收红外线的能力强13倍。此外，当铜熔化时，吸收率变化不大。一旦蓝光激光触发焊接，相同的能量密度可以保持焊接顺利进行。该过程可控性好以及无错误，可能获得快效率、比较高质量的铜焊接。半导体蓝光激光器的亮度和功率还在不断提高到新的界限，这也将导致更多更广的应用范围。

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蓝光激光器还可焊接异质金属。青海节能蓝光激光器前景

蓝光激光器的出现，显著提高了激光在金属材料加工领域的能量利用率，这将导致材料加工领域出现改变性进展。如图1所示，相较于工业加工常用的光纤激光器，金属材料在450nm处的吸收率提升了10%-60%，尤其对铜、金等高反射金属材料吸收率的提升更为明显。蓝光激光器在铜的焊接上所需的能耗比红外激光器低84%，在金的焊接上甚至要低92%。这意味着，当红外激光器需要10kW的激光功率来焊接铜或金材时，使用蓝光激光器需要约1kW或0.5kW的功率。青海节能蓝光激光器前景

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