Mit der Entwicklung der Halbleiterchiptechnologie und der optischen Technologie wurde die Ausgangsleistung von Halbleiterlasern kontinuierlich verbessert, die Strahlqualität wurde erheblich verbessert und es wurden mehr Anwendungen im industriellen Bereich erhalten. Gegenwärtig haben die Ausgangsleistung und die Strahlqualität von industriellen Hochleistungshalbleiterlasern lampengepumpte YAG-Laser übertroffen und liegen nahe an halbleitergepumpten YAG-Lasern. Halbleiterlaser wurden nach und nach auf das Schweißen, Plattieren und Legieren von Kunststoffen, die Oberflächenwärmebehandlung, das Metallschweißen usw. angewendet und haben auch einige Fortschritte bei der Markierung, dem Schneiden und anderen Aspekten erzielt.
1.Laser-Kunststoffschweißen
Der Strahl eines Halbleiterlasers ist ein Strahl mit flacher Spitze, und die räumliche Verteilung der Lichtintensität im Querschnitt ist relativ gleichmäßig. Im Vergleich zum Strahl des YAG-Lasers kann der Strahl des Halbleiterlasers in Kunststoffschweißanwendungen eine bessere Schweißkonsistenz und Schweißqualität erzielen und ein Breitschlitzschweißen durchführen. Die Leistungsanforderungen von Halbleiterlasern für Kunststoffschweißanwendungen sind nicht hoch, im Allgemeinen 50 bis 700 W, die Strahlqualität beträgt weniger als 100 mm / mrad und die Punktgröße beträgt 0,5 bis 5 mm. Das Schweißen mit dieser Technik beschädigt die Oberfläche des Werkstücks nicht, die lokale Erwärmung verringert die thermische Belastung der Kunststoffteile, kann eine Beschädigung der eingebetteten elektronischen Komponenten vermeiden und verhindert besser ein Schmelzen des Kunststoffs. Durch die Optimierung von Rohstoffen und Pigmenten können beim Laser-Kunststoffschweißen verschiedene synthetische Farben erhalten werden. Gegenwärtig werden Halbleiterlaser häufig zum Schweißen von Bauteilen wie versiegelten Behältern, Gehäusen für elektronische Bauteile, Automobilteilen und heterogenen Kunststoffen verwendet.
2.Laserbeschichtung und Oberflächenwärmebehandlung
Die Oberflächenwärmebehandlung oder lokale Ummantelung von Metallteilen mit hohen Anforderungen an Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit ist eine wichtige Anwendung von Halbleiterlasern bei der Verarbeitung. International haben Halbleiterlaser, die zur Laserbeschichtung und Oberflächenwärmebehandlung verwendet werden, eine Leistung von 1 bis 6 kW, eine Strahlqualität von 100 bis 400 mm / mrad und eine Punktgröße von 2 × 2 mm 2 bis 3 × 3 mm 2 oder 1 × 5 mm 2. Im Vergleich zu anderen Lasern sind die Vorteile der Ummantelung und Oberflächenwärmebehandlung mit Halbleiterlaserstrahlen eine hohe elektrooptische Effizienz, eine hohe Materialabsorption, niedrige Wartungskosten, eine rechteckige Punktform und eine gleichmäßige Lichtintensitätsverteilung. Gegenwärtig sind Halbleiterlaserbeschichtungen und Oberflächenwärmebehandlungen in den Bereichen elektrische Energie, Petrochemie, Metallurgie, Stahl, Maschinen und anderen industriellen Bereichen weit verbreitet und sind zu einem der wichtigsten Mittel für die Herstellung neuer Materialien sowie für die schnelle und direkte Herstellung von Materialien geworden Metallteile und umweltfreundliche Wiederaufbereitung fehlerhafter Metallteile.
Hochleistungshalbleiterlaser haben viele Anwendungen im Metallschweißen, angefangen beim Präzisionspunktschweißen in der Automobilindustrie über das Wärmeleitungsschweißen von Produktionsmaterialien bis hin zum axialen Schweißen von Rohren. Die Qualität ihrer Schweißnähte ist gut und es ist keine Nachbearbeitung erforderlich. Der zum Blechschweißen verwendete Halbleiterlaser benötigt eine Leistung von 300-3000 W, eine Strahlqualität von 40-150 mm / mrad, eine Punktgröße von 0,4-1,5 mm und eine Dicke des Schweißmaterials von 0,1-2,5 mm. Durch den geringen Wärmeeintrag wird die Verformung der Teile auf ein Minimum reduziert. Hochleistungshalbleiterlaser können Hochgeschwindigkeitsschweißen mit glatten und schönen Schweißnähten durchführen. Es hat besondere Vorteile hinsichtlich der Arbeitsersparnis während und nach dem Schweißen und ist sehr gut für die unterschiedlichen Anforderungen des industriellen Schweißens geeignet. Es wird nach und nach traditionelle Schweißmethoden ersetzen.
Die Laserbeschriftungstechnologie ist eines der größten Anwendungsgebiete der Laserbearbeitung. Derzeit verwendete Laser umfassen YAG-Laser, CO2-Laser und Halbleiterpumplaser. Mit der Verbesserung der Qualität des Halbleiterlaserstrahls wurden jedoch zunehmend Halbleiterlasermarkierungsmaschinen auf dem Gebiet der Markierung eingesetzt.
Die Anwendung von Hochleistungshalbleiterlasern im Schneidbereich begann spät. Mit der Unterstützung des&"Modular Semiconductor Laser System GG"; Das MDS-Programm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung hat das Fraunhofer-Institut 2001 eine Halbleiter-Laserschneidmaschine mit einer Leistung von 800 W entwickelt. 0,4 m / min.