大功率半导体激光器.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,High Power Diode Laser,（,HPDL,）,Outlines,1.HPDL,研究现状,2.,各工业加工用激光器,3.,激光加工特点,4.,激光作用下物态变化过程,5.,影响激光加工因素,6.,市场规模及发展前景,7.,主要公司信息,2000,年,单条超过,100 W,40%60%,寿命长达,10 000 h,.,美国国防高技术研究计划署,(,DARPA,),于,2003,年启动了超高效率半导体激光源项目,(super high efficiency diode source,SHEDS,),目标是将功率转换效率提升到,80%,以上,.,德国也在,1998,启动了为期,5,年的名为,Modular Diode Laser tools,的大型项目,.,目前单条器件输出功率已经达到,500 W,以上,功率转换效率超过,70%,.,1.HPDL,研究现状,2.,各工业加工用激光器,表,1,工业用激光器主要参数,图,1,各类激光器光束质量,图,2,工业加工用,HPDL,结构,3.,激光加工特点,1,）无接触加工，激光束的能量及其移动速度均可调，可以实,现多种加工 的目的；,2,）可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、,高脆性及高熔点的材料；,3,）激光加工过程中无,“,刀具磨损，无,“,切削力,”,作用于工件；,4,）激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且,是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小,.,因此，其,热影响区小，工件热变形小，后续加工少；,5,）生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效好；,6,）可通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工，同时,也可满足水下加工等复杂加工环境的要求；,7,）由于激光束易于导向，因此是一种极为灵活的加工方式,.,除具有一般激光加工的优点外，,HPDL,加工,还具有其独特的优点，主要表现在：,1,）光电转换效率高达,40%,，是灯泵,Nd,-YAG,激,光器的,10,倍以上，体积小，是灯泵,Nd,-,YAG,激光器的,1/5,，寿命长，可达,100000,小时以上；,2,）,维护费用低,，是灯泵,Nd,-YAG,激光器的一半,.,4.,激光作用下物态变化过程,金属材料的激光加工主要是基于,光热效应,的热加工,激光辐照材料表面时,在不同功率密度下,材料表面区域将发生各种不同的变化,.,这些变化包括,表面温度升高,、,熔化,、,气化,、,形成匙孔,以及,产生光致等离子体等,.,而且,材料表面区域物理状态的变化极大的影响材料对激光的吸收,.,功率密度较低时,(),和加长作用时间,材料表面不仅熔化,而且,汽化,汽化物聚集在材料表面附近并微弱的电离形成,等离子体,这种稀薄等离子体有助于材料对激光的吸收,.,在汽化膨胀压力下,液态表面变形,形成凹坑,.,这一阶段可以用于,激光焊接,.,再进一步提高功率密度,(),和加长辐照时间,材料表面,强烈汽化,从形成,较高电离度的等离子体,这种致密的等离子体可逆着光束入射方向传输,对激光有屏蔽作用,大大降低激光入射到材料内部的能量密度,.,在较大的蒸气反作用力下,熔化的金属内部形成小孔,(,匙孔,),匙孔的存在有利于材料对激光的吸收,.,这一阶段可用于,激光深熔焊接,、,切割和打孔,、,冲击硬化等,.,5.,影响激光加工因素,激光器方面,：波长、输出功率、功率密度、光束质量、模式特性、偏振特性等；,工艺方面,：焦点位置、光斑大小、加工（送料）速度、辅助气体、喷嘴形状等；,材料方面,：表面光洁度、吸收率、熔沸点、热膨胀特性、热传导特性等,.,对激光加工研究的任务就在于,：通过分析各种待加工材料在不同光束特性和工艺条件下的加工效果，得出最优化的加工条件，以降低加工成本、提高加工质量和效率,.,6.,市场规模及发展前景,目前中国激光加工设备产量正以平均每年,20,的速度增长,.06,年国内激光加工设备销售额超过,20,亿元,.02-07,中国激光产业市场规模从,28.62,亿元,增长到,58,亿元,，年均增幅达到,15%,，高于世界激光产业平均增长率,.,中国激光加工产品市场发展势头强劲，已在全国几十个城市建立了,100,多个,面向企业服务的激光加工工作站，,华中地区,、环渤海湾、长江三角洲、珠江三角洲,4,大激光产业群基本形成，年增长率超过,30,.,国际市场，,07,年全球商业激光器收入达到,68.9,亿美元,，预计,08,年达到,74,亿美元,.,从,02,年到,07,年全球激光产业市场规模从,43,亿美元,增长到,68.9,亿美元,，年涨幅达,8%,.,摘自,laser focus world,等,表,2 9906,中国激光产品市场销售情况,国,内,公司,简要信息,公司主页,深圳大族激光,中国激光装备行业的领军企业,www.hans-,/,武汉楚天激光,工业激光、医疗激光、激光加工,建有中国规模最大的激光加工站和全球最大的激光工艺品生产基地,,/,武汉华工激光,激光加工整体解决方案的权威提供商,Physics,美国两大激光公司之一,www.spectra-,/,美国,Nlight,大功率半导体激光器主要供应商,,/,谢谢！,