當前亟需解決以純銅、純金、高強鋁為代表的高反射高導熱材料的激光先進制造問題。藍光吸收率是常規紅外激光器的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打印等應用場景。然而,藍光半導體激光領域存在幾個亟待攻克的核心技術。
l 核心技術之一:藍光芯片單管
通常來說,藍光單管指標要求為:連續單管≥5W(100μm寬度),中心波長450±10nm,電光效率≥35%,使用壽命≥5000h。目前,在實現藍光單管高功率、高效率、高光束質量、高穩定性、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領域應用較多的手段。通過空間合束和偏振合束可以實現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;功率穩定≤±2%。
l 核心技術之三:藍光衍變技術
藍光衍變主要涉及了從藍光光柵外腔到調諧再到壓縮線寬方面的技術研究,以及藍光倍頻深紫外和藍光超快等技術。
l 核心技術之四:藍光復合及應用
藍光復合技術主要包括藍光+光纖復合、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;復合應用激光加工頭總承受功率≥6000W。高功率藍光半導體激光焊接應用上,結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熔化增材制造也引發不少關注。