S vývojem technologie polovodičových čipů a optické technologie se neustále zlepšoval výstupní výkon polovodičových laserů, výrazně se zlepšila kvalita paprsku a získalo se více aplikací v průmyslové oblasti. V současnosti výstupní výkon a kvalita paprsku průmyslových vysoce výkonných polovodičových laserů překročily kvalitu YAG laserů poháněných lampou a jsou blízké polovodičovým YAG laserům. Polovodičové lasery byly postupně aplikovány na svařování plastů, opláštění a legování, povrchové tepelné zpracování, svařování kovů atd. A také dosáhly určitého pokroku v aplikacích při označování a řezání.
(1) Laserové svařování plastů
Paprsek polovodičového laseru je plochý paprsek a prostorové rozložení intenzity průřezu je relativně rovnoměrné. Ve srovnání s paprskem laseru YAG může paprsek polovodičového laseru dosáhnout lepší rovnoměrnosti svaru a kvality svaru v aplikacích svařování plastů a může provádět svařování širokým svarem. Aplikace pro svařování plastů nevyžadují vysoké požadavky na energii pro polovodičové lasery, obvykle 50 až 700 W, kvalitu paprsku menší než 100 mm / mrad a velikost bodu 0,5 až 5 mm. Svařování touto technikou nepoškozuje povrch obrobku. Lokální zahřívání snižuje tepelné namáhání plastové části, zabraňuje poškození zabudovaných elektronických součástek a lépe zabraňuje tavení plastů. Optimalizací surovin a pigmentů může laserové svařování plastů dosáhnout různých syntetických barev. V současné době se polovodičové lasery široce používají pro pájení uzavřených obalů, skříní elektronických součástek, automobilových dílů a různých plastových součástí.
(2) Laserové opláštění a povrchové tepelné zpracování
Povrchové tepelné zpracování nebo částečné opláštění kovových součástí s vysokými požadavky na odolnost proti opotřebení a korozi je důležitou aplikací polovodičových laserů při zpracování. V mezinárodním měřítku mají polovodičové lasery pro laserové opláštění a povrchové tepelné zpracování výkon 1 až 6 kW, kvalitu paprsku 100 až 400 mm / mrad a velikost bodu 2 x 2 mm 2 až 3 x 3 mm 2 nebo 1 x 5 mm 2. Ve srovnání s jinými lasery jsou výhody opláštění a povrchového tepelného ošetření polovodičovým laserovým paprskem vysoká elektrooptická účinnost, vysoká míra absorpce materiálu, nízké náklady na údržbu, obdélníkový tvar bodu a rovnoměrné rozdělení intenzity světla. V současné době se polovodičové laserové opláštění a povrchové tepelné zpracování široce využívají v elektroenergetice, petrochemii, metalurgii, ocelářství, strojírenství a dalších průmyslových oborech a staly se jedním z důležitých prostředků pro přípravu nového materiálu, rychlou přímou výrobu kovových součástí a zelená renovace poškozených kovových dílů. .
(3) Laserové svařování kovů
Vysoce výkonné polovodičové lasery mají mnoho aplikací při svařování kovů. Oblasti použití sahají od přesného bodového svařování v automobilovém průmyslu po tepelné svařování výrobních materiálů a axiální svařování trubek. Kvalita svaru je dobrá a není nutné žádné následné zpracování. Polovodičový laser používaný pro svařování plechů vyžaduje výkon 300 až 3000 W, kvalitu paprsku 40 až 150 mm / mrad, velikost bodu 0,4 až 1,5 mm a tloušťku spojovacího materiálu 0,1 až 2,5 mm. Díky nízkému tepelnému příkonu je zkreslení součásti minimalizováno. Vysoce výkonné polovodičové lasery lze svařovat vysokou rychlostí a svary jsou hladké a krásné. Mají zvláštní výhody při úspoře práce během a po svařování a jsou velmi vhodné pro různé potřeby průmyslového svařování. Postupně nahradí tradiční metody svařování.
(4) Laserové značení
Technologie laserového značení je jednou z největších aplikací pro laserové zpracování. V současnosti používané lasery jsou YAG lasery, CO2 lasery a lasery polovodičových čerpadel. Se zlepšením kvality polovodičových laserových paprsků se však začaly v označovacím poli používat polovodičové laserové značkovací stroje. Společnost LIMO představila polovodičový laser s přímým výstupem 50 W s kvalitou paprsku 5 mm / mrad a 25 W polovodičový laser s výstupem spojeným s vlákny 50 μm, který splnil požadavky na výstupní výkon laseru a kvalitu paprsku pro aplikace značení.
(5) Řezání laserem
Aplikace výkonových polovodičových laserů v oblasti řezání začala pozdě. Německý institut pro výzkum a vývoj, který byl podporován programem „Modular Semiconductor Laser System“ (MDS) německého ministerstva školství a výzkumu (MDS), vyvinul v roce 1980 polovodičový laserový řezací stroj o výkonu 800 W, který dokáže řezat ocelové plechy o tloušťce 10 mm a řezná rychlost. Je to 0,4 m / min.
