基于陶瓷焊接的半導(dǎo)體激光光束特性研究.pdf

1、分類號學(xué)號M201471959學(xué)校代碼10487密級碩士學(xué)位論文基于陶瓷焊接的半導(dǎo)體激光光束特性研究學(xué)位申請人：汪菲學(xué)科專業(yè)：光學(xué)工程指導(dǎo)教師：唐霞輝教授答辯日期：2017.5.19華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要高功率半導(dǎo)體激光器的電光轉(zhuǎn)換效率高、可靠性好、壽命長、體積小，使得它已經(jīng)被越來越多地用于表面改性、焊接、切割等領(lǐng)域。本文針對半導(dǎo)體激光器在陶瓷激光焊接中的應(yīng)用，提出了基于單管的半導(dǎo)體激光器焊接系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對其中的偏振合束以

2、及聚焦透鏡部分進(jìn)行了實驗驗證。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）采用激光填料焊接方法連接陶瓷復(fù)合鋼管Al2O3內(nèi)襯，并通過實驗研究激光功率和焊縫寬度對焊接焊縫質(zhì)量的影響，得出當(dāng)激光光斑與焊料寬度一樣時，焊接質(zhì)量最好，激光功率700W時，焊件對激光的利用率最大。（2）設(shè)計了基于DL單管的半導(dǎo)體激光器焊接系統(tǒng)。DL單元經(jīng)過快、慢軸準(zhǔn)直，非相干合束以及聚焦系統(tǒng)后能夠得到功率超過800W，光強分布均勻的光斑，并且可以通過改變聚焦系統(tǒng)的參數(shù)使其

3、靈活輸出不同形狀大小的光斑，能夠滿足陶瓷激光焊接的需求。（2）從理論上分析了體材料半導(dǎo)體激光器和量子阱半導(dǎo)體激光器的輸出偏振態(tài)。并通過實驗測得其偏振度在94%以上，可以滿足進(jìn)行高效率偏振合束的要求。（3）搭建了半導(dǎo)體激光器偏振合束實驗平臺，測量了由20個DL單管經(jīng)快、慢軸準(zhǔn)直及空間合束后的輸出功率最高為200W，快軸方向剩余發(fā)散角為7.5mrad，慢軸方向為6.5mrad。對兩個DL模塊進(jìn)行偏振合束實驗，得到最大合束功率384W，合束效