當前亟需解決以純銅、純金、高強鋁為代表的高反射高導(dǎo)熱材料的激光先進制造問題。藍光吸收率是常規(guī)紅外激光器的5-10倍,激光焊接時可達到無飛濺、無氣孔、焊縫一致性成形好等優(yōu)點。它也適用于電力輸送、動力電池和航空航天燃燒室等Cu焊接或3D打印等應(yīng)用場景。然而,藍光半導(dǎo)體激光領(lǐng)域存在幾個亟待攻克的核心技術(shù)。
l 核心技術(shù)之一:藍光芯片單管
通常來說,藍光單管指標要求為:連續(xù)單管≥5W(100μm寬度),中心波長450±10nm,電光效率≥35%,使用壽命≥5000h。目前,在實現(xiàn)藍光單管高功率、高效率、高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、模式特性和單管準直等方面還有很多工作要做。
l 核心技術(shù)之二:藍光合束
藍光合束方法主要包括空間合束、偏振合束、波長合束、光譜合束、光纖合束。其中,空間合束、偏振合束和光纖合束是在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多的手段。通過空間合束和偏振合束可以實現(xiàn)500W,1000W的藍光激光器。就高亮度藍光光纖耦合模塊而言,500W模塊的光纖≤400μm/0.22NA;1000W、1500W模塊的光纖≤800μm/0.22NA;功率穩(wěn)定≤±2%。
l 核心技術(shù)之三:藍光衍變技術(shù)
藍光衍變主要涉及了從藍光光柵外腔到調(diào)諧再到壓縮線寬方面的技術(shù)研究,以及藍光倍頻深紫外和藍光超快等技術(shù)。
l 核心技術(shù)之四:藍光復(fù)合及應(yīng)用
藍光復(fù)合技術(shù)主要包括藍光+光纖復(fù)合、激光焊接機器人、焊接過程視覺檢測、焊接位置跟蹤等工藝的結(jié)合。通常情況下,高功率藍光激光加工頭,其功率承受能力≥1500W,焦點光斑直徑≤1mm;復(fù)合應(yīng)用激光加工頭總承受功率≥6000W。高功率藍光半導(dǎo)體激光焊接應(yīng)用上,結(jié)合藍光激光的高吸收率和光纖激光器的高功率,能夠獲得理想的焊接效果。此外,藍光/紅外耦合的雙激光選區(qū)熔化增材制造也引發(fā)不少關(guān)注。