特种蓝光激光器

高亮度的蓝色激光系统完全可以和发展相对成熟的红色LD、内腔倍频的全固化绿激光器一起，作为彩色显示的全固体标准三基色光源。这种新型的低功耗、长寿命、高光束质量的激光光源，不仅效率高(与荧光光源相比)，而且更加忠实于自然光，能够消除白炽光源产生的黄影和荧光光源产生的绿影，实现三基色的平衡。 蓝色激光器可用于捕获和阻尼铯原子的热振动，消除因热振动而引起的多普勒加宽，为光谱线的精确计量提供保证。 此外，全固态蓝色激光光源还有望在数－模转换器件、激光和刷术、激光医学、生化技术、材料科学和光通信等许多领域得到的应用。蓝光激光器因其高金属吸收率的优势，在加工过程中飞溅熔池稳定，成型工件无气孔表面光滑。特种蓝光激光器

蓝光激光器的出现，显著提高了激光在金属材料加工领域的能量利用率，这将导致材料加工领域出现改变性进展。如图1所示，相较于工业加工常用的光纤激光器，金属材料在450nm处的吸收率提升了10%-60%，尤其对铜、金等高反射金属材料吸收率的提升更为明显。蓝光激光器在铜的焊接上所需的能耗比红外激光器低84%，在金的焊接上甚至要低92%。这意味着，当红外激光器需要10kW的激光功率来焊接铜或金材时，使用蓝光激光器需要约1kW或0.5kW的功率。特种蓝光激光器蓝光激光器虽然是激光领域发展的新秀，但在高反材料加工领域有着明显的优势。

早期的蓝光激光器功率很小，并没有得到太多的关注，直到2017年后人们才意识到要发展高功率蓝光激光器。一般来说，蓝色半导体激光只能以单体输出，在实现高功率输出时，光束尺寸就会增大，难以保证在保持小光束尺寸的同时实现高功率输出。选择耦合方式可以解决这个问题，即准备多个蓝色的光源，让发出的光线通过透镜汇集成光纤。通过光纤输出激光，这样不仅容易操作，而且通过将多个激光单元连接在一起，可以很容易地增加激光功率输出。

由于器件层内形成暗线缺陷区，若用简单的蒸发金属接触，会产生发热。因此，降低电压，实现内部小的欧姆接触值，是必须要解决的问题。总之，要实现能在室温下连续波运转的半导体蓝光激光器件的实用化，显然要对材料科学、器件物理和工艺作进一步研究，还需搞清和控制宽带隙Ⅱ～Ⅵ族多层结构的电特性。但采用半导体激光器件来实现微小型蓝光激光器，是一种有意义的技术路线，在不久的将来，半导体蓝光激光器件必将实用化，将产生巨大的经济效益与社会效益。高功率蓝光激光器不仅在焊接和熔覆过程中几乎不引入的气孔和飞溅，而且降低了对光源功率的要求。

实现蓝光半导体激光方法有三种：一种是直接发射蓝光的激光二极管；一种是LD倍频的蓝色光源；一种是LD抽运通过非线性光学手段获得的蓝色激光器。早期也用氩离子激光器产生蓝光。蓝光半导体激光器与蓝色LED等一样，一般采用GaN类半导体材料。在GaN底板上层叠GaN类半导体的结晶层，可直接获得蓝光激光。使用光导波型元件将红外半导体激光器输出光转换成1/2波长的光。例如可以使用850nm的红外半导体激光器，可获得425nm左右的蓝紫色激光。把频率上转换的新型蓝绿光激光器列为国家自然科学基金优先资助项目之一。特种蓝光激光器

蓝光激光器是激光领域发展的新秀，对高反材料的高吸收率有着明显的优势。特种蓝光激光器

基于市场上对高反材料如铜铝及其合金的切割需求日益旺盛，蓝光激光器被用于铜等金属微加工。铜、金等材料具有高反射率的特点，对红外等波长激光吸收率极低，激光照射在这类材料上，大部分能量被反射出去，同时还会迅速将被照射的部分能量传递到周围。造成铜、铝等材料及合金激光切割极其困难，甚至不能被加工。图为铜材料对不同波长激光的吸收率比较。此外对于YAG激光器，需要经常进行停机维护，更换易损配件，光电转换率低、能耗高，需要较高的维护成本。因此，若能采用高功率蓝光半导体激光对这些材料进行加工，半导体激光可实现长时间稳定运行、易维护，提高加工效率和质量。特种蓝光激光器

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