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Applications 应用天地

蓝光激光器

工业级蓝光激光器为

反射性金属加工带来颠覆性改变

文/LFW

工业级蓝光激光器的重要性
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，
其中铜是最常用也是最重要的一种材
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 图1：几乎每种反射性金属，对蓝光的吸收率都远大于对红外光的吸收。
吸收率很低，但对蓝光的吸收率却很 不足以用于工业加工 ；另外，由于光 件相结合，利用空间和偏振光学元件，
高。图 1 中给出了金、铝、铜和其他 束高度不对称，单个二极管的光学质 将多个单一光束整合到一起（见图 2），
金属对红外光和蓝光的吸收情况。因 量也不好。 制成了高功率工业级蓝光激光器 AO
此，在加工铜等反射性金属方面，人 要实现工业级的蓝光激光器，必 系列，它们为铜等反射性金属材料的
们一直渴望能有高功率蓝光激光器横 须将多个二极管的输出合束到一起， 加工带来了颠覆性的进步。
空出世。 同时还要保持原有的亮度。此外，耦 这种直接二极管设计，直接将
高功率蓝光激光器的发展有赖于 合效率也必须非常高，因为系统内过 电能转换为蓝光，相比于使用闪光灯
以下三个方面的进步 ： 多的能量损耗会导致内部热损伤、性 或二极管激光器作为激励源产生红外
• 蓝光半导体材料（GaN）的可用性； 能衰退和系统不可靠。 光、或是借助倍频晶体将红外光转换
• 合适的微观和宏观光学元件的发 Nuburu 公司利用一种创新的设 成绿光，效率大幅提升。
展； 计解决了这些挑战。这种设计将多芯 当然这种方法也面临挑战。例
• 工程专业知识的发展，能够有效 片封装的激光器输出与相应的光学元 如，每个二极管激光器的输出是不对

地将光源和光学元件集成到一个 称的，必须单独调节以改善
紧凑、坚固、可靠的高功率系统中。 光束的对称性。AO 系列是

由一个 4×5 的蓝光二极管
工业级蓝光激光器 阵列构成的。基于芯片的设

消费电子和通用照明市场的增 计，使得每个二极管的输出
长，推动了氮化镓（GaN）二极管激 都能与它自己的光学元件主
光器的发展。GaN 激光器发射波长在 动对准，使发射的每束光都
450nm 附近的蓝光。一个典型的二极 对称。
图2：基于芯片的AO激光器设计，为每个二极管光束提供单独的
管激光器只能输出 2~3W 的功率，这 准直光学元件。 然后，来自四个独立

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