当前亟需解决以纯铜、纯金、高强铝为代表的高反射高导热材料的激光先进制造问题。蓝光吸收率是常规红外激光器的5-10倍,激光焊接时可达到无飞溅、无气孔、焊缝一致性成形好等优点。它也适用于电力输送、动力电池和航空航天燃烧室等Cu焊接或3D打印等应用场景。然而,蓝光半导体激光领域存在几个亟待攻克的核心技术。
l 核心技术之一:蓝光芯片单管
通常来说,蓝光单管指标要求为:连续单管≥5W(100μm宽度),中心波长450±10nm,电光效率≥35%,使用寿命≥5000h。目前,在实现蓝光单管高功率、高效率、高光束质量、高稳定性、模式特性和单管准直等方面还有很多工作要做。
l 核心技术之二:蓝光合束
蓝光合束方法主要包括空间合束、偏振合束、波长合束、光谱合束、光纤合束。其中,空间合束、偏振合束和光纤合束是在工业领域应用较多的手段。通过空间合束和偏振合束可以实现500W,1000W的蓝光激光器。就高亮度蓝光光纤耦合模块而言,500W模块的光纤≤400μm/0.22NA;1000W、1500W模块的光纤≤800μm/0.22NA;功率稳定≤±2%。
l 核心技术之三:蓝光衍变技术
蓝光衍变主要涉及了从蓝光光栅外腔到调谐再到压缩线宽方面的技术研究,以及蓝光倍频深紫外和蓝光超快等技术。
l 核心技术之四:蓝光复合及应用
蓝光复合技术主要包括蓝光+光纤复合、激光焊接机器人、焊接过程视觉检测、焊接位置跟踪等工艺的结合。通常情况下,高功率蓝光激光加工头,其功率承受能力≥1500W,焦点光斑直径≤1mm;复合应用激光加工头总承受功率≥6000W。高功率蓝光半导体激光焊接应用上,结合蓝光激光的高吸收率和光纤激光器的高功率,能够获得理想的焊接效果。此外,蓝光/红外耦合的双激光选区熔化增材制造也引发不少关注。