簡述半導(dǎo)體激光器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

半導(dǎo)體激光器是以半導(dǎo)體材料為增益介質(zhì)的激光器，依靠半導(dǎo)體能帶間的躍遷發(fā)光，通常以天然解理面為諧振腔。因此其具有波長覆蓋面廣、體積小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗輻射能力強(qiáng)、泵浦方式多樣、成品率高、可靠性好、易高速調(diào)制等優(yōu)勢，同時(shí)也具有輸出光束質(zhì)量差，光束發(fā)散角大，光斑不對稱，受到帶間輻射的影響導(dǎo)致光譜純度差、工藝制備難度高的特點(diǎn)。下面奧萊光電將從三個(gè)領(lǐng)域闡述半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用。

1. 半導(dǎo)體激光器在光電子領(lǐng)域的應(yīng)用

(1)光纖通信。半導(dǎo)體激光器是光纖通信系統(tǒng)的唯一實(shí)用化光源，光纖通信已成為當(dāng)代通信技術(shù)的主流。

(2)光盤存取。半導(dǎo)體激光已經(jīng)用于光盤存儲(chǔ)器，其最大優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)的聲音、文字和圖象信息量很大。采用藍(lán)、綠激光能夠大大提高光盤的存儲(chǔ)密。

(3)光譜分析。遠(yuǎn)紅外可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于環(huán)境氣體分析，監(jiān)測大氣污染、汽車尾氣等。在工業(yè)上可用來監(jiān)測氣相淀積的工藝過程。

(4)光信息處理。半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于光信息理系統(tǒng)。表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器二維陣列是光并行處理系統(tǒng)的理想光源，將用于計(jì)算機(jī)和光神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。5)激光微細(xì)工。借助于Q開關(guān)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的高能量超短光沖，可對集成電路進(jìn)行切割、打孔等。

(5)激光報(bào)警器。半導(dǎo)體激光報(bào)警器用途甚廣，包括防盜報(bào)警、水位報(bào)警、車距報(bào)警等。

(6)激光打印機(jī)。高功率半導(dǎo)體激光器已經(jīng)用于激光打印機(jī)。采用藍(lán)、綠激光能夠大大提高打印速度和分辨率。

(7)激光條碼掃描器。半導(dǎo)體激光條碼掃描器已經(jīng)廣泛用于商品的銷售，以及圖書和檔案的管理。

(8)高清晰度激光電視。不久的將來，沒有陰極射線管的半導(dǎo)體激光電視機(jī)可以投放市場，它利用紅、藍(lán)、綠三色激光，估計(jì)其耗電量比現(xiàn)有的電視機(jī)低20%。

2. 半導(dǎo)體激光器在材料加工上的應(yīng)用

半導(dǎo)體激光器在材料加工上多用于材料的切割和電路板的加工。由于激光器的高穩(wěn)定性和高效能，從而使得其可以輕易的對工業(yè)材料進(jìn)行精確的切割，并且在高頻電路板的加工上，低波長的紫外激光也有不錯(cuò)的應(yīng)用。

(1)光纖激光器和固體激光器的泵浦源

目前，半導(dǎo)體激光器的最大應(yīng)用是作為光纖激光器和固體激光器的泵浦源。作為光纖激光器泵源的半導(dǎo)體激光器，提高單元功率能夠從根本上簡化泵浦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或提高泵浦功率水平。隨著光纖激光器和固體激光器輸出功率越來越高，對半導(dǎo)體泵浦源的功率也提出了更高的要求。

(2)金屬切割

由于光束質(zhì)量的限制，傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器難以直接用于金屬切割。近年來，隨著半導(dǎo)體耦合技術(shù)的提高以及新型合束技術(shù)的逐漸成熟，部分千瓦級(jí)以上的光纖輸出的半導(dǎo)體激光器可以滿足切割對光束質(zhì)量的要求。另外，由于半導(dǎo)體激光器波長的多樣性，短波長的半導(dǎo)體激光器的波長十分接近鋁的波長吸收最大值，在汽車工業(yè)中，大功率半導(dǎo)體激光非常適用于車身的鋁材的焊接。激光輸出功率為2KW至6KW的半導(dǎo)體激光器在汽車工業(yè)生產(chǎn)過程中已廣泛應(yīng)用。

(3)塑料焊接

使用中小功率的半導(dǎo)體激光器的激光焊接完善了熱塑性塑料焊接的傳統(tǒng)方法，例如，通過超聲波焊接的方式，可使連接區(qū)域在壓緊前直接塑化。激光可以實(shí)現(xiàn)光穿透式的激光焊接，在連接區(qū)域形成均勻的熔體，避免因摩擦產(chǎn)生的起毛現(xiàn)象。半導(dǎo)體激光塑料焊接廣泛使用于汽車行業(yè)的傳感器或塑料箱體的密封焊接，也可應(yīng)用于木制產(chǎn)品包邊或者加工纖維強(qiáng)化的合成材料。

(4)激光熔覆

激光熔覆又稱為激光包覆或激光熔敷，是一種表面改性技術(shù)，通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結(jié)合的添料熔覆層。半導(dǎo)體激光器可用于熔覆工藝，實(shí)現(xiàn)減少粉末與集體材料的混合以及更少的熱量輸入，進(jìn)一步提高熔覆工藝的經(jīng)濟(jì)效益。

(5)激光錫焊

錫焊是利用低熔點(diǎn)的金屬焊料加熱熔化后，滲入并充填金屬件連接處間隙的焊接方法，焊料常為錫基合金。目前，輸出功率為100W的半導(dǎo)體激光器已在錫焊中的推廣應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體激光器價(jià)格的進(jìn)一步降低、人工成本的不斷提高及智能制造、精密制造的推進(jìn)，預(yù)計(jì)激光錫焊未來將逐步替換傳統(tǒng)的烙鐵焊接，得到廣泛的應(yīng)用。

奧萊光電直接半導(dǎo)體激光系統(tǒng)采用的就是915半導(dǎo)體激光器，根據(jù)功率的不同有恒溫風(fēng)冷(10W、40W、60W、100W)和恒溫水冷(200W、500W)兩種半導(dǎo)體激光器可選。主要應(yīng)用于激光錫焊，表面熱處理，熔覆高功率半導(dǎo)體激光器泵浦源。主要優(yōu)勢有：激光加工恒溫控制;PID算法不易燒毀焊點(diǎn);自整定控制，可內(nèi)建焊接模型;內(nèi)循環(huán)水冷;在線實(shí)時(shí)功率檢測。

3. 半導(dǎo)體激光器在軍事上的應(yīng)用

小功率的半導(dǎo)體激光器由于自身體積小，壽命長且易于調(diào)制的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與激光制導(dǎo)和激光測距等領(lǐng)域。簡單易行，并且取得了不錯(cuò)的效果?，F(xiàn)在大功率半導(dǎo)體激光器的發(fā)展，也使其與軍事領(lǐng)域大放異彩，激光雷達(dá)和激光模擬以及深海光通信，都得到了極大的發(fā)展。

半導(dǎo)體激光器在軍事上的應(yīng)用主要包括：高能激光武器泵源，大功率半導(dǎo)體激光器合束直接應(yīng)用;激光制導(dǎo)，使導(dǎo)彈在激光射束中飛行直至摧毀目標(biāo)，半導(dǎo)體激光制導(dǎo)多用于地-空導(dǎo)彈、空-空導(dǎo)彈、地-地導(dǎo)彈等;激光測距，主要用于反坦克武器以及航空、航天等領(lǐng)域;激光雷達(dá)，用于監(jiān)測目標(biāo)，對來襲目標(biāo)精確定位以及對直升飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈的地形跟蹤等。制導(dǎo)和測距等應(yīng)用以大功率脈沖半導(dǎo)體激光器為主，波長集中在904nm波長附近，近年來基于人眼安全考慮，有向長波長發(fā)展的。