半导体激光器智能化装备

　　半导体激光器智能化装备

 

　　半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

 

　　半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面得到了广泛的应用

 

　　近十余年来，激光表面强化技术不仅在研究和开发方面迅速发展，在工业应用方面也取得了长足进步，成为表面处理和表面工程一个十分活跃的新兴领域。目前，用于实现零件表面强韧化及再制造的激光设备主要是CO2激光成套设备，然而，该类设备具有能量利用率低、CO2设备体积庞大、能量分布均匀性较差、无法实现光纤传输等特点，很难胜任复杂零件的曲面强化加工和再制造，而且CO2激光器的功率稳定性较差，其功率的变化也会引起功率密度分布形式和范围的变化，给工艺制定带来极大不便。与传统高功率CO2激光不同，高功率半导体激光器具有体积小、轻便灵活、电光转换效率高、能量分布均匀、与材料交互作用的吸收率高、能实现温度-功率闭环控制等特点，因此，新型半导体激光器可以直接通过机器人手臂前端固定，由此组合的新型激光装备能处理其它方法无法处理的大型复杂工件的表面，具有无污染、易操控、高柔性、硬度均匀、强韧性好、变形小、耐磨性高，后续加工量小等特点。同时，与车载系统组合，可组成移动式现场表面强韧化及再制造装备，适用于大型不易拆卸工件的现场表面强化及再制造；与龙门机床组合，可组成汽车模具表面强韧化及再制造装备。本文报道了该类激光表面强化装备的研制和应用。