過去10年光纖激光器無疑是工業(yè)激光器里面的明星，應(yīng)用量大、成長速度很快。光纖激光器的發(fā)展進(jìn)步，在一定程度上，是得益于半導(dǎo)體激光器的發(fā)展，特別是國產(chǎn)化，激光芯片以及泵浦源等核心器件其實(shí)都是半導(dǎo)體激光器。本文重點(diǎn)不是作為器件用的半導(dǎo)體激光器，而是討論整合后的工業(yè)加工用的半導(dǎo)體激光器。
半導(dǎo)體激光：最有前景的技術(shù)
在此之前，許多人看好工業(yè)用半導(dǎo)體激光器的市場潛力，因為就電光轉(zhuǎn)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(dǎo)體激光器工業(yè)用可以做到45%，實(shí)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(dǎo)體激光器更省電，省電就是省錢，為用戶省錢的設(shè)備產(chǎn)品肯定會受歡迎的。因此，很多專家認(rèn)為半導(dǎo)體激光器將成為最有前景的激光器。
工業(yè)加工用的半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jī)器人實(shí)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(dǎo)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(nèi)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(dǎo)體激光器技術(shù)，但主要是配合自己焊接應(yīng)用開發(fā)，屬于自產(chǎn)自用。
相對于光纖激光器，半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量要差一點(diǎn)，所以很少用于切割，當(dāng)前了解唯一能夠做切割應(yīng)用的半導(dǎo)體激光器廠商是美國的Teradiode，但該公司已被松下收購。半導(dǎo)體激光器應(yīng)用最廣泛的是打標(biāo)、金屬的焊接、熔覆、硬化，以及塑料焊接等應(yīng)用。
先說材料打標(biāo)，八九年前取代傳統(tǒng)燈泵浦、二氧化碳激光打標(biāo)的，主要是光纖激光打標(biāo)和半導(dǎo)體激光打標(biāo)，二者各有千秋，也各自占據(jù)不少份額。20瓦以下的半導(dǎo)體激光器用于打標(biāo)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(yīng)用。
半導(dǎo)體激光應(yīng)用范圍廣
在焊接與熔覆方面，半導(dǎo)體激光器有著很大的用武之地。半導(dǎo)體激光應(yīng)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(chǎn)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(dǎo)體激光器的重要應(yīng)用，另外在五金加工、船舶、軌道交通等也是重要應(yīng)用領(lǐng)域。而近兩年新型的藍(lán)光半導(dǎo)體激光器則在銅材料、電機(jī)、電芯等產(chǎn)品有出色的應(yīng)用潛力。
激光熔覆對核心金屬部件的修補(bǔ)翻新，在重工、工程機(jī)械行業(yè)具有重要的作用和價值。例如礦機(jī)的液壓軸、鉆井螺桿、電機(jī)轉(zhuǎn)子、軸承、汽輪機(jī)葉片等，運(yùn)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(fèi)用很高，這時利用激光熔覆增加涂層恢復(fù)原貌，是最經(jīng)濟(jì)的辦法，而半導(dǎo)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(jī)械等發(fā)揮了重要作用。隨著國家進(jìn)一步推進(jìn)“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，帶動老基建的發(fā)展，2020年激光應(yīng)用一個亮點(diǎn)就是在重工和工程機(jī)械的切割焊接應(yīng)用拓展，但同時也一定會帶動激光熔覆的應(yīng)用，對半導(dǎo)體激光器是一個極大的利好。
（圖片：銳科激光）
半導(dǎo)體激光的專業(yè)冷卻設(shè)備
半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)緊湊，在高功率階段對冷水機(jī)的制冷要求較高，廣州特域提供高品質(zhì)半導(dǎo)體激光器冷水機(jī)。目前公司擁有從10瓦至數(shù)千瓦級的工業(yè)冷水機(jī)，可適用于半導(dǎo)體激光器冷卻，特域CWFL-4000、CWFL-6000適合4Kw和6Kw半導(dǎo)體激光器的冷卻，具有兩種溫控模式，控溫穩(wěn)定，可用于不同場合長時間工作，并有多種保護(hù)功能，為激光器的良好運(yùn)作提供重要保障。
特域機(jī)電擁有從CO2激光器到半導(dǎo)體激光器、光纖激光器以及超快激光器等所有激光器類型適用的冷水機(jī)設(shè)備，是目前全球激光冷卻設(shè)備出貨量排名行業(yè)領(lǐng)先的企業(yè)，在去年為激光行業(yè)提供了高達(dá)8萬多臺冷卻設(shè)備。
