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应用天地 Applications

新型激光器

蓝光直接二极管激光器扩展

工业激光器的性能

文/Jean-Michel Pelaprat，Matthew Finuf，Robert Fritz，Mark Zediker

激 光是一种灵活的工具，其
能够将能量输送到精确的
位置。许多工业应用都期
望灵活且精确的能量输送，但前提是
输送的能量足以完成任务。例如，焊
接、切割和熔覆都是工业激光器的理
想应用场景。然而，直到最近，只有
红外（IR）激光器才具有足够的功率
在这些应用中使用。
现在，美国 NUBURU 公司开发
出了一种新型工业激光器，这是一
种光纤耦合输出的高功率蓝光激光
图1：对于许多材料而言，蓝光能比红外光更好地被吸收，从而实现更快、更好的激光材料加工。
二极管（见图 1）。首款商用产品命
名为 AO-150，是一款功率 150W 的 能够实现高功率蓝光激光发射的技 收的基本物理属性。任何提供足够光
450nm 激光光源，其输出耦合到芯径 术进步。 学功率的蓝光激光器，都可以利用这
为 200µm 的光纤中。 些固有的优势。缺乏的部分是实现高
对于许多应用而言，蓝光激光 实现蓝光发射 功率蓝光激光器的关键技术。
器与红外激光器相比具有几个固有优 使用蓝光激光焊接的优点源于吸 第一个基本要素是激光二极管本
势，这主要源于许多常见 身。基于氮化镓（GaN）
295K温度下金属对光的吸收情况
的工业材料在较短波长下 吸收 的半导体技术已经获得了
蓝光 近红外光
的吸收增强（见图 2）。例 100% 快速发展，这受益于对通
90% Ai Ag Au SS304
如，铜和许多其他金属的 80% Cu Ti Ni 用固态照明及相关应用的
焊接，在蓝光波段比在红 70% 65% 推动。其中一个例子是德
60%
外波段更加有效。用于增 国欧司朗公司制造的蓝光
50%
材制造（3D 打印）的许多 40% 激光二极管多芯片封装
30%
材料，也可以在蓝光波长 （PLPM4 450），它在单个
20%
下实现更有效的处理。 10% 5% 封装中集成了 20 个独立
蓝光用于材料加工 0% 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 的多模二极管，总输出功
的基本物理优势并不是 波长(nm) Source: NASA 1969 率 >60W。AO-150 将四个
什么秘密，但是其在工业 图2：图中给出了各种金属的室温光谱吸收率；数据显示，铜对蓝光（450nm）的吸 独立封装二极管的输出组
收率比对近红外光高12倍。此外，大多数其他金属的吸收率在蓝光下比对近红外光
领域的应用，不得不等待 高2-100倍。 合。各路光束通过半自动

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