高功率半導體直接出光激光器的原理

圖1半導體發(fā)光原理示意圖

　　圖1為半導體發(fā)光原理示意圖，圖1中1為微型激光發(fā)射體，在激光發(fā)射體兩端面加載一電壓微型激光發(fā)射體就會發(fā)出散射光。一般25個微型激光發(fā)射體并排在一起組成一個扁平的激光發(fā)射體組，我們稱之為"巴條"。

圖2 巴條示意圖

　　如圖2，巴條周圍包裹著銅質(zhì)的換熱涂層，冷卻水穿過巴條體內(nèi)冷卻通道將巴條發(fā)光時產(chǎn)生的熱量帶走。巴條前方安裝有微型聚焦用柱面鏡將巴條發(fā)射的散射光整合成為平行光。

圖3 棧示意圖

　　多個巴條疊加形成一個棧（圖3a），整個棧輸出平行的激光。在棧前面安裝一較大的柱面聚焦鏡，就可以得到想要的聚焦光(圖3b)。

　　如圖4所示，半導體直接出光激光器包含了半導體棧、發(fā)光IC控制器、外光路鏡頭、半導體激光器專用冷卻系統(tǒng)、半導體激光器專用電源、以及直接出光的總控制系統(tǒng)。直接出光總控制系統(tǒng)可以直接和運動控制器相連接，搭配工業(yè)機器人或是CNC系統(tǒng)形成完整的激光加工機床。

圖4 半導體直接出光激光系統(tǒng)光電二極管的工作原理

高功率半導體直接出光系統(tǒng)的主要特點：

　　半導體直接出光系統(tǒng)，是典型的半導體激光系統(tǒng)，激光的光模式具有以下幾個特點：1）激光波長較短，一般介于8xx-9xxnm之間；2）光束能量分布為平頂型，能量分布較為均勻；3）通過不同的外光路得到不同的光斑形狀；4）能量密度較光纖傳輸?shù)墓饫w激光器、半導體激光器略低。

　　波長較短更適合金屬吸收，整體功率較高，能量密度比較高，能量分布均勻的光學特性適合金屬表面的非深度加工處理的工作。

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