【技术应用】高功率蓝光半导体激光器重点技术趋势分析！- 大数跨境

深圳市光学光电子行业协会

2021-11-08

导读：蓝光激光器是指波长位于400 nm－500 nm区间且光源呈蓝色的激光器。

在过去的几十年中，高功率连续激光器已经成为现代制造业中的通用工具，涵盖了焊接、熔覆、表面处理、硬化、钎焊、切割、3D打印与增材制造等应用领域，激光技术为解决人类未来的重要任务作出了巨大贡献。随着金属加工技术的不断进步和用户要求的不断提高，激光器需要在成本和能效以及激光系统性能方面进行创新。为了能有效应对加工高反射金属的市场需求，人们把目光放到了蓝光半导体激光器上。

蓝光激光器是指波长位于400 nm－500 nm区间且光源呈蓝色的激光器。蓝光激光具有波长短、衍射效应小、能量高等特性，在材料加工、光信息存储、显示技术、通信技术、激光医疗等都有广阔的应用前景。

蓝光激光器的优势

波长越短意味着更高的光子能量，利于提升材料对激光的吸收率。如下图所示，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10 kW的激光功率来焊接铜或金材时，使用蓝光激光器仅需要约1 kW或0.5 kW的功率。

蓝色激光的性能优势源于基本物理原理

蓝光激光器和光纤激光器焊接对比

基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，以及最大程度地减少生产停机时间；焊接质量的一致性可大大提高生产良品率；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。

随着技术的日臻成熟，高亮度蓝光光源在未来高端装备制造中的需求量将非常可观，特别是在热门的新能源汽车制造的应用行业，电池加工所用到的铜材料加工解决方案需求日益凸显，本次深光协与中国光博会联合广东硬科院、联赢激光、凯普林光电、泰德激光共同举办蓝光激光器技术及市场发展前景高端沙龙，旨在分享蓝光激光技术领域最新进展，共同探讨蓝光激光应用领域更多机会，更好把握市场发展动向！欢迎各专业人士共聚一堂，深度探讨！