半導體激光器在激光錫焊塑料焊接領域的應用

半導體激光器常用工作物質(zhì)有砷化鎵、硫化鎘等，激勵方式有電注入、電子束激勵和光抽運三種方式。

半導體激光器主要優(yōu)點是體積小、效率高、能耗低，以電注入式半導體激光器為例，半導體材料中通常會添加GaAS(砷化鎵)、InAS(砷化銦)、Insb(銻化銦)等材料制作成半導體面結型二極管，當對二極管注入足夠大的電流后，中間有源區(qū)中電子(帶負電)與空穴(帶正電)會自發(fā)復合并將多余的能量以光子的形式釋放，再經(jīng)過諧振腔多次反射放大后形成激光。

半導體激光器應用于激光錫焊

錫焊是利用低熔點的金屬焊料加熱熔化后，滲入并充填金屬件連接處間隙的焊接方法，焊料常為錫基合金。目前，輸出功率為100W的半導體激光器已在錫焊中的推廣應用。隨著半導體激光器價格的進一步降低、人工成本的不斷提高及智能制造、精密制造的推進，預計激光錫焊未來將逐步替換傳統(tǒng)的烙鐵焊接，得到廣泛的應用。

半導體激光器應用于塑料焊接

使用中小功率的半導體激光器的激光焊接完善了熱塑性塑料焊接的傳統(tǒng)方法，例如，通過超聲波焊接的方式，可使連接區(qū)域在壓緊前直接塑化。激光可以實現(xiàn)光穿透式的激光焊接，在連接區(qū)域形成均勻的熔體，避免因摩擦產(chǎn)生的起毛現(xiàn)象。半導體激光塑料焊接廣泛使用于汽車行業(yè)的傳感器或塑料箱體的密封焊接，也可應用于木制產(chǎn)品包邊或者加工纖維強化的合成材料。

976nm具有更高的電光轉(zhuǎn)化率

由于976nm的吸收是915nm的3倍，故產(chǎn)生相同功率的1070nm激光，所消耗的976nm泵浦光更少。而泵浦光是由電能轉(zhuǎn)化而來，這就意味著采用976nm泵浦源，所消耗的電能更小，光電轉(zhuǎn)化率更高，更加高效節(jié)能。綜合析，915nm的電光轉(zhuǎn)化率在30%左右，而976nm的電光轉(zhuǎn)化率可以達到42%以上。

奧萊光電自主研發(fā)976nm恒溫半導體激光器專用于激光錫焊塑料焊接領域，PID算法響應速度快(15μm)，不易燒毀焊點。激光器內(nèi)置溫度閉環(huán)反饋系統(tǒng)，通過紅外傳感器對加熱點的溫度實施監(jiān)測并實時調(diào)控，讓加工點溫度恒定在一個設定的溫度來焊接。根據(jù)客戶需求有風冷/水冷可選，輸出功率有10W，100W，200W，300W，500W。

總之，976nm波段半導體激光器應用于工業(yè)市場高功率光纖激光器，由于消除了光纖非線性效應，實現(xiàn)了近85%的光光轉(zhuǎn)換效率，整機系統(tǒng)受環(huán)境溫度影響微弱，半導體激光器本身可靠性更高等諸多優(yōu)點，將越來越受到重視和歡迎。從長遠來看，隨著976nm光纖耦合模塊的規(guī)模應用，相信產(chǎn)品技術水平會不斷提高，在元器件上實現(xiàn)低成本的976nm波長鎖定也將會成為現(xiàn)實。