半導(dǎo)體激光器智能化裝備

 

　　半導(dǎo)體激光器又稱激光二極管，是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的激光器。由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，不同種類產(chǎn)生激光的具體過(guò)程比較特殊。常用工作物質(zhì)有砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵(lì)方式有電注入、電子束激勵(lì)和光泵浦三種形式。半導(dǎo)體激光器件，可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光器和單異質(zhì)結(jié)激光器在室溫時(shí)多為脈沖器件，而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時(shí)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。

 

　　半導(dǎo)體二極管激光器是最實(shí)用最重要的一類激光器。它體積小、壽命長(zhǎng)，并可采用簡(jiǎn)單的注入電流的方式來(lái)泵浦，其工作電壓和電流與集成電路兼容，因而可與之單片集成。并且還可以用高達(dá)GHz的頻率直接進(jìn)行電流調(diào)制以獲得高速調(diào)制的激光輸出。由于這些優(yōu)點(diǎn)，半導(dǎo)體二極管激光器在激光通信、光存儲(chǔ)、光陀螺、激光打印、測(cè)距以及雷達(dá)等方面得到了廣泛的應(yīng)用

 

　　近十余年來(lái)，激光表面強(qiáng)化技術(shù)不僅在研究和開(kāi)發(fā)方面迅速發(fā)展，在工業(yè)應(yīng)用方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，成為表面處理和表面工程一個(gè)十分活躍的新興領(lǐng)域。目前，用于實(shí)現(xiàn)零件表面強(qiáng)韌化及再制造的激光設(shè)備主要是CO2激光成套設(shè)備，然而，該類設(shè)備具有能量利用率低、CO2設(shè)備體積龐大、能量分布均勻性較差、無(wú)法實(shí)現(xiàn)光纖傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，很難勝任復(fù)雜零件的曲面強(qiáng)化加工和再制造，而且CO2激光器的功率穩(wěn)定性較差，其功率的變化也會(huì)引起功率密度分布形式和范圍的變化，給工藝制定帶來(lái)極大不便。與傳統(tǒng)高功率CO2激光不同，高功率半導(dǎo)體激光器具有體積小、輕便靈活、電光轉(zhuǎn)換效率高、能量分布均勻、與材料交互作用的吸收率高、能實(shí)現(xiàn)溫度-功率閉環(huán)控制等特點(diǎn)，因此，新型半導(dǎo)體激光器可以直接通過(guò)機(jī)器人手臂前端固定，由此組合的新型激光裝備能處理其它方法無(wú)法處理的大型復(fù)雜工件的表面，具有無(wú)污染、易操控、高柔性、硬度均勻、強(qiáng)韌性好、變形小、耐磨性高，后續(xù)加工量小等特點(diǎn)。同時(shí)，與車載系統(tǒng)組合，可組成移動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)表面強(qiáng)韌化及再制造裝備，適用于大型不易拆卸工件的現(xiàn)場(chǎng)表面強(qiáng)化及再制造；與龍門機(jī)床組合，可組成汽車模具表面強(qiáng)韌化及再制造裝備。本文報(bào)道了該類激光表面強(qiáng)化裝備的研制和應(yīng)用。