با توسعه فناوری تراشه نیمه هادی و فناوری نوری، توان خروجی لیزرهای نیمه هادی به طور مداوم بهبود یافته، کیفیت پرتو به طور قابل توجهی بهبود یافته است، و کاربردهای بیشتری در زمینه صنعتی به دست آمده است. در حال حاضر توان خروجی و کیفیت پرتو لیزرهای نیمه هادی با قدرت بالا صنعتی از لیزرهای یاگ پمپ شده با لامپ فراتر رفته و به لیزرهای یاگ پمپ نیمه هادی نزدیک هستند. لیزرهای نیمه هادی به تدریج به روش های پلاستیکی، روکش فلزی و الیزینگ، حرارتی سطحی، فلزکاری و غیره اعمال شده اند و در نشانه گذاری و برش نیز پیشرفت کاربرد داشته اند.
پنج کاربرد لیزر نیمه هادی با قدرت بالا در زمینه صنعتی
(1) لیزر پلاستیک
پرتو لیزر نیمه هادی یک پرتو مسطح بالا، و توزیع فضایی شدت مقطعی نسبتاً یکنواخت است. در مقایسه با پرتو یک لیزر YAG، پرتو یک لیزر نیمه هادی می تواند به یکنواختی بهتر و کیفیت قالب در کاربردهای قالب دهی پلاستیکی دست یابد، و می تواند قالب ریزی درز گسترده ای را انجام دهد. کاربردهای پلاستیکی ولدینگ نیاز به توان بالایی برای لیزرهای نیمه هادی، به طور معمول ۵۰ تا ۷۰۰ وات، کیفیت پرتو کمتر از ۱۰۰ میلی متر بر متراد، و اندازه نقطه ۰٫۵ تا ۵ میلی متر ندارد. ولدینگ با این تکنیک به سطح قطعه کار آسیبی نمی بیند. گرمایش محلی باعث کاهش استرس حرارتی بر روی بخش پلاستیکی می شود، از آسیب به اجزای الکترونیکی جاسازی شده اجتناب می کند، و بهتر از ذوب پلاستیک اجتناب می کند. با بهینه سازی مواد اولیه و رنگدانه ها، پلاستیک لیزری می تواند به رنگ های مصنوعی مختلف دست یابد. در حال حاضر لیزرهای نیمه هادی به طور گسترده ای برای ظروف مهر و موم شده فروشی، مسکن قطعات الکترونیکی، قطعات خودرو، و قطعات پلاستیکی غیر مشابه مورد استفاده قرار گرفته اند.
(2) روکش لیزری و درمان حرارت سطح
درمان حرارت سطحی یا روکش جزئی قطعات فلزی با نیاز بالا بر روی مقاومت سایش و مقاومت به خوردگی کاربرد مهمی از لیزرهای نیمه هادی در پردازش است. در سطح بین المللی، لیزرهای نیمه هادی برای روکش لیزری و حرارت سطحی دارای قدرت ۱ تا ۶ کیلو وات، کیفیت پرتو ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلی متر بر متراد، و اندازه نقطه ای ۲ در ۲ میلی متر ۲ تا ۳ در ۳ میلی متر ۲ یا ۱ در ۵ میلی متر ۲ هستند. در مقایسه با لیزرهای دیگر، مزایای روکش فلزی و درمان گرمای سطحی با یک پرتو لیزر نیمه هادی، کارایی الکترو اپتیک بالا، میزان جذب مواد بالا، هزینه نگهداری پایین، شکل مستطیلی نقطه، و توزیع شدت نور یکنواخت است. در حال حاضر، روکش لیزری نیمه هادی و حرارت سطحی به طور گسترده ای در قدرت الکتریکی، پتروشیمی، متالورژی، فولاد، ماشین آلات و دیگر زمینه های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است، و به یکی از وسایل مهم آماده سازی مواد جدید، ساخت مستقیم سریع قطعات فلزی، و بازسازی سبز قطعات فلزی شکست خورده تبدیل شده است. .
(3) لیزر فلز
لیزرهای نیمه هادی با قدرت بالا کاربردهای زیادی در فلزکاری دارند. کاربردها از روش دقیق نقطه ای در صنعت خودرو تا هدایت حرارتی از مواد تولیدی و قالب گیری محوری لوله ها را در بر می گیرد. کیفیت ولد خوب است و هیچ پس از پردازش مورد نیاز است. لیزر نیمه هادی مورد استفاده برای قالب گیری فلز ورق نیاز به قدرت ۳۰۰ تا ۳۰۰۰ وات، کیفیت پرتوی ۴۰ تا ۱۵۰ میلی متر بر متراد، اندازه نقطه ای ۰٫۴ تا ۱٫۵ میلی متر، و ضخامت ماده پیوندی ۰٫۱ تا ۲٫۵ میلی متر دارد. با توجه به ورودی حرارت کم، تحریف قسمت به حداقل نگه داشته می شود. لیزرهای نیمه هادی با قدرت بالا را می توان با سرعت های بالا welded، و welds صاف و زیبا است. آنها مزایای ویژه ای در صرفه جویی در نیروی کار در طول و بعد از قالب ریزی دارند و برای نیازهای مختلف از نوع صنعتی بسیار مناسب هستند. به تدریج جایگزین روش های سنتی ویلدینگ خواهد شد.
(4) نشانه گذاری لیزر
فناوری نشانه گذاری لیزر یکی از بزرگترین کاربردهای پردازش لیزر است. لیزرهای مورد استفاده در حال حاضر لیزرهای YAG، لیزرهای CO2، و لیزرهای پمپ نیمه هادی هستند. با این حال، با بهبود کیفیت پرتوهای لیزر نیمه هادی، ماشین های نشانه گذاری لیزر نیمه هادی شروع به استفاده در میدان علامت گذاری کرده اند. LIMO آلمان کیفیت پرتو 5mm را معرفی کرده است؟ لیزر نیمه هادی خروجی مستقیم 50W Mrad و لیزر نیمه هادی 25W خروجی 50μm فیبر زوج، توان خروجی لیزر و نیازهای کیفیت پرتو را برای نشانه گذاری برنامه های کاربردی برآورده کرده اند.
(5) برش لیزر
کاربرد لیزرهای نیمه هادی با قدرت بالا در زمینه برش دیر آغاز شد.