高功率半導體直接出光激光器的原理

圖1半導體發光原理示意圖

　　圖1為半導體發光原理示意圖，圖1中1為微型激光發射體，在激光發射體兩端面加載一電壓微型激光發射體就會發出散射光。一般25個微型激光發射體并排在一起組成一個扁平的激光發射體組，我們稱之為"巴條"。

圖2 巴條示意圖

　　如圖2，巴條周圍包裹著銅質的換熱涂層，冷卻水穿過巴條體內冷卻通道將巴條發光時產生的熱量帶走。巴條前方安裝有微型聚焦用柱面鏡將巴條發射的散射光整合成為平行光。

圖3 棧示意圖

　　多個巴條疊加形成一個棧（圖3a），整個棧輸出平行的激光。在棧前面安裝一較大的柱面聚焦鏡，就可以得到想要的聚焦光(圖3b)。

　　如圖4所示，半導體直接出光激光器包含了半導體棧、發光IC控制器、外光路鏡頭、半導體激光器專用冷卻系統、半導體激光器專用電源、以及直接出光的總控制系統。直接出光總控制系統可以直接和運動控制器相連接，搭配工業機器人或是CNC系統形成完整的激光加工機床。

圖4 半導體直接出光激光系統光電二極管的工作原理

高功率半導體直接出光系統的主要特點：

　　半導體直接出光系統，是典型的半導體激光系統，激光的光模式具有以下幾個特點：1）激光波長較短，一般介于8xx-9xxnm之間；2）光束能量分布為平頂型，能量分布較為均勻；3）通過不同的外光路得到不同的光斑形狀；4）能量密度較光纖傳輸的光纖激光器、半導體激光器略低。

　　波長較短更適合金屬吸收，整體功率較高，能量密度比較高，能量分布均勻的光學特性適合金屬表面的非深度加工處理的工作。

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