過去10年光纖激光器無疑是工業(yè)激光器里面的明星，應用量大、成長速度很快。光纖激光器的發(fā)展進步，在一定程度上，是得益于半導體激光器的發(fā)展，特別是國產化，激光芯片以及泵浦源等核心器件其實都是半導體激光器。本文重點不是作為器件用的半導體激光器，而是討論整合后的工業(yè)加工用的半導體激光器。
半導體激光：最有前景的技術
在此之前，許多人看好工業(yè)用半導體激光器的市場潛力，因為就電光轉換效率而言，固體YAG激光器和CO2激光器是在15%左右，光纖激光器可以去到30%，而半導體激光器工業(yè)用可以做到45%，實驗室已經(jīng)做到70%了。這意味著輸出同等功率的激光束，半導體激光器更省電，省電就是省錢，為用戶省錢的設備產品肯定會受歡迎的。因此，很多專家認為半導體激光器將成為最有前景的激光器。
工業(yè)加工用的半導體激光器，一般分為直接輸出和光纖耦合輸出兩種模式。直接輸出半導體激光器的光束是長方形，容易受到背反射、粉塵等因素影響，價格稍便宜；而光纖耦合半導體激光器的光束是圓形，可避免背反射和粉塵的干擾，并且能集成機器人實現(xiàn)柔性加工，但是價格偏貴。目前全球提供加工用高功率半導體激光器的廠商包括相干公司旗下DILAS、Laserline、松下、通快、Lasertel、恩耐，以及國內凱普林、炬光科技、泛波、創(chuàng)鑫、銳科等，聯(lián)贏激光也擁有自己的半導體激光器技術，但主要是配合自己焊接應用開發(fā)，屬于自產自用。
相對于光纖激光器，半導體激光器的光束質量要差一點，所以很少用于切割，當前了解唯一能夠做切割應用的半導體激光器廠商是美國的Teradiode，但該公司已被松下收購。半導體激光器應用最廣泛的是打標、金屬的焊接、熔覆、硬化，以及塑料焊接等應用。
先說材料打標，八九年前取代傳統(tǒng)燈泵浦、二氧化碳激光打標的，主要是光纖激光打標和半導體激光打標，二者各有千秋，也各自占據(jù)不少份額。20瓦以下的半導體激光器用于打標可以說非常成熟，價格也不高，面對金屬與非金屬材料均有應用。
半導體激光應用范圍廣
在焊接與熔覆方面，半導體激光器有著很大的用武之地。半導體激光應用于汽車白車身的釬焊已經(jīng)非常成熟，在大眾、奧迪等部分車型產線上均有裝配，主流功率為4KW、6KW的激光器。一般鋼材的焊接也是半導體激光器的重要應用，另外在五金加工、船舶、軌道交通等也是重要應用領域。而近兩年新型的藍光半導體激光器則在銅材料、電機、電芯等產品有出色的應用潛力。
激光熔覆對核心金屬部件的修補翻新，在重工、工程機械行業(yè)具有重要的作用和價值。例如礦機的液壓軸、鉆井螺桿、電機轉子、軸承、汽輪機葉片等，運作時間長了均會出現(xiàn)不同程度磨損，更換就很可惜，而且費用很高，這時利用激光熔覆增加涂層恢復原貌，是最經(jīng)濟的辦法，而半導體激光器是激光熔覆最受歡迎的激光器。過去幾年我們已經(jīng)看到河北、遼寧、山東、山西、陜西、天津等多個省市激光熔覆快速發(fā)展，在煤、油、氣、鋼、機械等發(fā)揮了重要作用。隨著國家進一步推進“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，帶動老基建的發(fā)展，2020年激光應用一個亮點就是在重工和工程機械的切割焊接應用拓展，但同時也一定會帶動激光熔覆的應用，對半導體激光器是一個極大的利好。
（圖片：銳科激光）
半導體激光的專業(yè)冷卻設備
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