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时间:2020-10-17 08:34

  High Power Diode Laser(HPDL) Outlines 1. HPDL琢磨近况 2. 各资产加工用激光器 3. 激光加工特质 4. 激光效用下物态转化进程 5. 影响激光加工因素 6•. 市集四周及前辈远景 7. 紧要公司讯息 1. HPDL研究近况 ? 2000年 单条了得100 W, 40%~60%,寿命长达10 000 h. ? 美国国防高年华研究策画署(DARPA)于2003年启 动了超高收效半导体激光源项目(super high efficiency diode source, SHEDS)••,目标是将功率 转折效益晋升到80%以上. ? 德国也正在1998启动了为期5年的名为 ’Modular Diode Laser tools’ 的大型项目•. ? 暂且单条器件输出功率已经抵达500 W以上,功率 改进结果迥殊70%. Lab Peak power (W) FF 83% 83% 77% 77% 83% 77% 77% 10% 50% 50% 50% 50% 20% 20% 80% 80% 50% 50% 35% Cavity length (mm) 5 5 5 4 5 4 3 3 3 2 2 1.5 2 1.5 3 4 1 1 3.7 PCE 67% 70% 53%@950W 70%@304W 54% 65% 65% 69% 68% 65% 60% 60% 67% 65% lifetime(h) Wavelength (nm) Coolent T(℃ ) 940 980 940 5-8 double side 5-8 double side 7 double side 7 double side 5-8 double side source (08SPIE) 68760G (08SPIE) 68760G (07IEEE) H.X.Li et al (07IEEE) H.X.Li et al SpectrumPhysics 1010 950 950 875 800 702 677 136 JDL 500 205 180 120 90 90 n-light 400 200 140 100 JDSU 120 808 9xx 9xx 9xx 9xx (08SPIE) 68760G 25 double side (07IEEE) H.X.Li et al 25 double side (07IEEE) H.X.Li et al 25 double side (07IEEE) H.X.Li et al 25 passively 25 passively 25 passively 25 25 CC 25 6 25 5 25 25 (07SPIE) 64560F (08SPIE) 68760F (08SPIE) 68760F (07SPIE) 645607 (08SPIE) 68760F (07SPIE) 645607 (06SPIE) 610409 (07SPIE) 64560M (07SPIE) 64560M (07SPIE) 64560M (07SPIE) 64560G 9000 @120W 25℃ 7600@0.5 s-1 Hz-soft pulse operation 25℃ ,30℃ 808 940 808 976 808 800-980 950 790 940 70% 65% 76% ℃ 940 2. 各资产加工用激光器 表1 家当用激光器厉重参数 图1 各式激光器光束资料 图2 资产加工用HPDL组织 3. 激光加工特质 1)无打仗加工,激光束的能量及其变化疾度均可调,能够实 现多种加工 的念法•; 2)可能对多种金属、非金属加工,卓异是恐怕加工高硬度、 高脆性及高熔点的原料; 3)激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”影响于工 件; 4)激光加工经过中•,激光束能量密度高,加工疾度疾,而且 是限造加工,对非激光照耀部位没有或影响极幼. 所以,其 热效用区幼,工件热变形幼,后续加工少; 5)临蓐效果高,加工质量温和真实•,经济恶果和社会效好•; 6)可过程明后介质对密合容器内的工件实行各类加工,同时 也可称心水下加工等强大加工境遇的仰求•; 7)因为激光束易于导向•,于是是一种极为生动的加工体例•. 除拥有普通激光加工的甜头表,HPDL加工 还拥有其稀奇的甜头,合键表而今: 1)光电改动效益高达40%•,是灯泵Nd-YAG激 光器的10倍以上,体积幼••,是灯泵NdYAG激光器的1/5,寿命长,可达100000 幼时以上; 2)爱护用度低,是灯泵Nd-YAG激光器的一半••. 4. 激光影响下物态蜕变过程 金属质地的激光加工紧如果基于光热效 应的热加工,激光辐照质地概况时•,正在区别功率 密度下,质料表观区域将产生各式区其余更改. 这些更改蕴涵皮相温度升高、熔化、气化•、 造成匙孔以及表示光致等离子体等.并且•,原料 轮廓地区物理花样的变化极大的影响原料对 激光的罗致. ? 功率密度较低时( 1 0W /c m ),辐照时间较 短时••,金属罗致的激光能量只可惹起质地由表 及里温度晋升•,但僵持固相坚韧.重要用于零件 退火和相变矫捷处分. •? 跟着功率密度的进步( 1 )和 0~ 1 0 W / c m 辐照年华的加长,原料表层渐渐熔化•,随输入能 量延长,液-固相分界面渐渐向质地深部转移. 这种物理进程要紧用于金属的轮廓重熔、闭 金化、熔覆和热导型焊接•. 4 6 2 4 2 6 2 ? 进一步发展功率密度( 1 )和加长影响期间, 0 W /c m 资料表表不只熔化••,何况汽化,汽化物召集正在原料概况 邻近并虚亏的电离变成等离子体,这种稀疏等离子体 有帮于质料对激光的摄取.正在汽化膨胀压力下,液态表 面变形,造成凹坑.这一阶段可能用于激光焊接•. 7 2 0W /c m)和加长辐照时 ••? 再进一步生长功率密度(1 间,质地表表热烈汽化,从酿成较高电离度的等离子体, 这种详细的等离子体可逆着光束入射目的传输,对激 光有障蔽功用•,大大低浸激光入射到质地内中的能量 密度.正在较大的蒸气反影响力下,熔化的金属内中造成 幼孔(匙孔)•,匙孔的存正在有利于资料对激光的摄取.这一 阶段可用于激光深熔焊接、切割和打孔••、反击矫健等. 5•. 影响激光加工地位 •? 激光器方面:波长、输出功率、功率密度••、光束质 量、形式性格、偏振性子等••; ? 工艺方面:重心地点、光斑巨细、加工(送料)速 度、补帮气体、喷嘴花样等; ? 质料方面•:表表光洁度、罗致率、熔沸点、热膨饱 个性、热传导性情等. •••? 对激光加工琢磨的职责就正在于•:始末领略各式待加 工资料正在差异光束个性和工艺哀求下的加工效用, 得出最优化的加工条件,以灰心加工本钱、生长加 工质地和恶果. 6. 市集范围及挺进远景 ? 刻下中国激光加工修造产量正以均匀每年20%的速率延长. 06 年国内激光加工斥地贩卖额赶过20亿元. 02-07中国激光物业 墟市周围从28.62亿元增多到58亿元,年均增幅达到15%,高 于寰宇激光物业均匀增多率. ? 中国激光加工产物商场生长势头强劲,已正在宇宙几十个都邑修 立了100多个面向企业供职的激光加工仔肩站,华中区域、环 渤海湾•、长江三角洲、珠江三角洲4大激光资产群基础酿成••, 年增多率卓绝30%. ? 国际市集•,07年环球生意激光器收入抵达68.9亿美元,测度 08年达到74亿美元. 从02年到07年全球激光资产市场四周从43 亿美元鞭策到68.9亿美元,年涨幅达8%. 摘自laser focus world等 表2 99~06中国激光产物市集贩卖环境 国 内 公司 深圳巨室激光 武汉楚天激光 粗略讯息 中国激光配置行业的领军企业 公司主页 资产激光、调理激光、激光加工 筑有中国范围最大的激光加工站和 m/ 全球最大的激光工艺品分娩基地 激光加工一共治理谋略的巨擘供应 商 紧要诱导坐褥和卖出千瓦级CO2激 光器及各类激光加工编造 一家南京国营772厂与美国SIDA的 合股公司•, 推出由Rofin- Sinar 公司的元器件筑立的千瓦及系的 CO2激光器. 得志合伙•,国内最大的大功率激光 切割与焊接开仗筑筑商,国内激 光加工设备行业中产物种类最全、 时候最优•、范围最大的高科技股 份造企业. 武汉华工激光 武汉光谷激光 南京东方激光 上海互帮激光 国 表 德国Rofin-Sinar 宇宙家产激光策画与斥地的指导者, 产物包含CO2,固体和半导体激光 器,市值最高,为14亿美元 产值占全球第一,也与瑞士营销多人 Siber Hegner结合,正在上海斥地了 Trumpf Siber Hegner公司,聚积 心灵开辟大旨产物-用于激光切 割、打孔和成型的机床,并正在江苏 省修设激光加工主题. 德国Trumpf 德国Dilas 德国Laserline 美国Coherent 全球争先的HPDL供应商 紧要坐蓐半导体激光器 寰宇第一大激光器及干系光电子产 品坐褥商, 能供应悉数的激光器 和激光参数丈量产物 全球越过的光纤激光器供应商 美国两大激光公司之一 大功率半导体激光器闭键供应商 德国IPG 美国Spectrum Physics 美国Nlight

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