IDTechEx Research在《激光二極管和直接二極管激光器2019-2029:技術(shù)、市場(chǎng)和預(yù)測(cè)》的報(bào)告中預(yù)測(cè)，到2029年，全球激光二極管和直接二極管激光器市場(chǎng)將達(dá)到140億美元，其中直接二極管激光器將貢獻(xiàn)20億美元。

下面就簡(jiǎn)單了解一下激光二極管和二極管棒的發(fā)展

技術(shù)進(jìn)步使激光從專(zhuān)門(mén)的技術(shù)儀器發(fā)展到各種各樣的市場(chǎng)。具體來(lái)說(shuō)，在成為最廣泛使用的激光技術(shù)的同時(shí)，激光二極管的平均功率在過(guò)去三十年中顯著增加，每瓦的平均價(jià)格呈指數(shù)級(jí)下降。因此，激光二極管正在取代一些已建立的激光和非激光技術(shù)，同時(shí)使全新的光學(xué)技術(shù)成為可能。激光二極管的成熟應(yīng)用包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信和固態(tài)激光器的光泵浦[1]。相比之下，材料加工和光學(xué)傳感領(lǐng)域是快速發(fā)展的細(xì)分市場(chǎng)，這里誕生了許多新興應(yīng)用。

二極管棒功率的增加促進(jìn)了直接二極管激光器的發(fā)展，并使其在材料加工中的新應(yīng)用成為可能。包括用于精密工程的紅外光束質(zhì)量的提高和用于金屬加工的新型可見(jiàn)光激光器的發(fā)展。

單個(gè)激光二極管的輸出功率從毫瓦到多瓦不等，通過(guò)將單個(gè)發(fā)射器組合成激光二極管棒和一堆棒來(lái)擴(kuò)大功率，標(biāo)準(zhǔn)棒的寬度為1cm。幾十年來(lái)，各大企業(yè)在提高二極管棒的輸出功率方面存在著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。如今，商業(yè)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品通常提供功率小于1μm波長(zhǎng)的200w/bar,而激光制造商的研發(fā)部門(mén)已經(jīng)證明了連續(xù)波(CW)平均功率已經(jīng)超過(guò)1kw/bar。

根據(jù)IDTechEx分析的數(shù)據(jù)，研究了1微米紅外波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器(HPDDLs)輸出功率和光束質(zhì)量的變化。HPDDL是一種快速發(fā)展的材料加工和工業(yè)制造工具。

二極管棒功率的增加為材料加工提供了新的應(yīng)用，但一些新興應(yīng)用對(duì)波長(zhǎng)穩(wěn)定性和器件壽命等激光參數(shù)有著更高的要求。因此，功率方面的競(jìng)爭(zhēng)不再是企業(yè)的首要任務(wù)。二極管激光技術(shù)的不斷發(fā)展包括用于精密工程的紅外光束質(zhì)量的提高和用于金屬加工的新型可見(jiàn)光激光器領(lǐng)域。

功率和精度:新興的直接二極管激光技術(shù)

半導(dǎo)體激光器技術(shù)的進(jìn)步使得直接二極管激光器(DDLs)的發(fā)展成為可能，包括產(chǎn)生多千瓦輸出功率的大功率直接二極管激光器(HPDDLs)。DDL結(jié)合了許多二極管棒與波束形成光學(xué)，控制電子和一個(gè)冷卻單元。技術(shù)的進(jìn)步使DDL能夠在多模式系統(tǒng)中產(chǎn)生超過(guò)20kW的輸出功率，并在比以前更高的波束質(zhì)量下產(chǎn)生多千瓦功率。除了DDL，像德國(guó)Laserline還提供與有源光纖轉(zhuǎn)換器耦合的二極管激光器，這種激光器的輸出功率為4-6kW，光束質(zhì)量為4-6mm.mrad。

光束質(zhì)量的自動(dòng)化改進(jìn)使用戶(hù)能夠?qū)⒓す饩劢沟揭粋€(gè)小的點(diǎn)上，這顯示了DDLs作為處理金屬、塑料和復(fù)合材料的快速發(fā)展的工具。在激光焊接等需要高精度和深穿透的應(yīng)用中，DDLs現(xiàn)在可以與光纖激光器一較高低。DDLs直接將電能轉(zhuǎn)化為激光，而光纖激光器是基于稀土金屬摻雜光纖，必須用激光二極管或二極管棒的能量輸入進(jìn)行光泵浦。