高功率半导体直接出光激光器的原理

图1半导体发光原理示意图

　　图1为半导体发光原理示意图，图1中1为微型激光发射体，在激光发射体两端面加载一电压微型激光发射体就会发出散射光。一般25个微型激光发射体并排在一起组成一个扁平的激光发射体组，我们称之为"巴条"。

图2 巴条示意图

　　如图2，巴条周围包裹着铜质的换热涂层，冷却水穿过巴条体内冷却通道将巴条发光时产生的热量带走。巴条前方安装有微型聚焦用柱面镜将巴条发射的散射光整合成为平行光。

图3 栈示意图

　　多个巴条叠加形成一个栈（图3a），整个栈输出平行的激光。在栈前面安装一较大的柱面聚焦镜，就可以得到想要的聚焦光(图3b)。

　　如图4所示，半导体直接出光激光器包含了半导体栈、发光IC控制器、外光路镜头、半导体激光器专用冷却系统、半导体激光器专用电源、以及直接出光的总控制系统。直接出光总控制系统可以直接和运动控制器相连接，搭配工业机器人或是CNC系统形成完整的激光加工机床。

图4 半导体直接出光激光系统光电二极管的工作原理

高功率半导体直接出光系统的主要特点：

　　半导体直接出光系统，是典型的半导体激光系统，激光的光模式具有以下几个特点：1）激光波长较短，一般介于8xx-9xxnm之间；2）光束能量分布为平顶型，能量分布较为均匀；3）通过不同的外光路得到不同的光斑形状；4）能量密度较光纤传输的光纤激光器、半导体激光器略低。

　　波长较短更适合金属吸收，整体功率较高，能量密度比较高，能量分布均匀的光学特性适合金属表面的非深度加工处理的工作。

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