半導體激光器智能化裝備

 

　　半導體激光器又稱激光二極管，是用半導體材料作為工作物質的激光器。由于物質結構上的差異，不同種類產生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質有砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。半導體激光器件，可分為同質結、單異質結、雙異質結等幾種。同質結激光器和單異質結激光器在室溫時多為脈沖器件，而雙異質結激光器室溫時可實現連續工作。

 

　　半導體二極管激光器是最實用最重要的一類激光器。它體積小、壽命長，并可采用簡單的注入電流的方式來泵浦，其工作電壓和電流與集成電路兼容，因而可與之單片集成。并且還可以用高達GHz的頻率直接進行電流調制以獲得高速調制的激光輸出。由于這些優點，半導體二極管激光器在激光通信、光存儲、光陀螺、激光打印、測距以及雷達等方面得到了廣泛的應用

 

　　近十余年來，激光表面強化技術不僅在研究和開發方面迅速發展，在工業應用方面也取得了長足進步，成為表面處理和表面工程一個十分活躍的新興領域。目前，用于實現零件表面強韌化及再制造的激光設備主要是CO2激光成套設備，然而，該類設備具有能量利用率低、CO2設備體積龐大、能量分布均勻性較差、無法實現光纖傳輸等特點，很難勝任復雜零件的曲面強化加工和再制造，而且CO2激光器的功率穩定性較差，其功率的變化也會引起功率密度分布形式和范圍的變化，給工藝制定帶來極大不便。與傳統高功率CO2激光不同，高功率半導體激光器具有體積小、輕便靈活、電光轉換效率高、能量分布均勻、與材料交互作用的吸收率高、能實現溫度-功率閉環控制等特點，因此，新型半導體激光器可以直接通過機器人手臂前端固定，由此組合的新型激光裝備能處理其它方法無法處理的大型復雜工件的表面，具有無污染、易操控、高柔性、硬度均勻、強韌性好、變形小、耐磨性高，后續加工量小等特點。同時，與車載系統組合，可組成移動式現場表面強韌化及再制造裝備，適用于大型不易拆卸工件的現場表面強化及再制造；與龍門機床組合，可組成汽車模具表面強韌化及再制造裝備。本文報道了該類激光表面強化裝備的研制和應用。