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。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。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)激光器在室溫時多為脈沖器件，而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時可實現(xiàn)連續(xù)工作。

 

　　半導(dǎo)體二極管激光器是最實用最重要的一類激光器。它體積小、壽命長，并可采用簡單的注入電流的方式來泵浦，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GHz的頻率直接進行電流調(diào)制以獲得高速調(diào)制的激光輸出。由于這些優(yōu)點，半導(dǎo)體二極管激光器在激光通信、光存儲、光陀螺、激光打印、測距以及雷達等方面得到了廣泛的應(yīng)用

 

　　近十余年來，激光表面強化技術(shù)不僅在研究和開發(fā)方面迅速發(fā)展，在工業(yè)應(yīng)用方面也取得了長足進步，成為表面處理和表面工程一個十分活躍的新興領(lǐng)域。目前，用于實現(xiàn)零件表面強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、無法實現(xiàn)光纖傳輸?shù)忍攸c，很難勝任復(fù)雜零件的曲面強化加工和再制造，而且CO2激光器的功率穩(wěn)定性較差，其功率的變化也會引起功率密度分布形式和范圍的變化，給工藝制定帶來極大不便。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、能實現(xiàn)溫度-功率閉環(huán)控制等特點，因此，新型半導(dǎo)體激光器可以直接通過機器人手臂前端固定，由此組合的新型激光裝備能處理其它方法無法處理的大型復(fù)雜工件的表面，具有無污染、易操控、高柔性、硬度均勻、強韌性好、變形小、耐磨性高，后續(xù)加工量小等特點。同時，與車載系統(tǒng)組合，可組成移動式現(xiàn)場表面強韌化及再制造裝備，適用于大型不易拆卸工件的現(xiàn)場表面強化及再制造；與龍門機床組合，可組成汽車模具表面強韌化及再制造裝備。本文報道了該類激光表面強化裝備的研制和應(yīng)用。