激光加工用半导体激光器的光束变换

• 作者: 刘世光 刘友强 曹银花 潘飞 王智勇 秦文斌 高静
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 激光加工 半导体激光器 光束整形 光束质量 矩形光斑
• 年，卷（期）: 2012,（3）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 455-461
• 分类号: TN248.4|TG665
• 字数: 4114字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20122003.0455

摘要

考虑不同的激光加工方式对激光功率密度和激光光斑尺寸的要求不同,研究了如何通过调整光路设计实现各种尺寸的聚焦光斑输出,使半导体激光器满足不同激光加工方式的需求.利用ZEMAX光学设计软件模拟半导体激光光路,包括光束整形、准直、聚焦等光束变换方式,实现了多种尺寸的光斑输出.实验中采用16个bar叠加而成的980 nm半导体激光叠阵,阈值电流为6.4A,最大工作电流为84.8A,最大输出功率为1 280 W,总的电-光转换效率为58.9％.准直后快轴的发散角小于4 mrad,慢轴的发散角小于20 mrad.通过实验对该激光叠阵进行光束整形和扩束准直、聚焦,最终实现了功率为1 031 W的激光输出,聚焦镜焦距为300 mm时的聚焦光斑尺寸达1.2 mm×1.5 mm,功率密度达3.8×104 W/cm2,可以用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和热导型焊接.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曹银花	北京工业大学激光工程研究院	22	182	8.0	13.0
2	王智勇	北京工业大学激光工程研究院	122	775	14.0	21.0
3	高静	北京工业大学激光工程研究院	9	51	4.0	7.0
4	秦文斌	北京工业大学激光工程研究院	11	107	6.0	10.0
5	刘友强	北京工业大学激光工程研究院	15	109	6.0	10.0
6	潘飞	北京工业大学激光工程研究院	4	28	2.0	4.0
7	刘世光		1	17	1.0	1.0