蓝光半导体激光器突破：为航空航天制造插上科技翅膀

蓝光半导体激光器突破：为航空航天制造插上科技翅膀

在2024中国（苏州）光子产业发展大会上，华中科技大学唐霞辉教授团队带来了一项重大技术突破：通过450nm大功率蓝光半导体激光光束整形与合束技术，成功实现了对铜基等高红外激光反射材料的增材制造和焊接加工。这一突破有望为航空航天制造业带来革命性的变化。

蓝光半导体激光器采用450-490纳米波段的蓝色激光，相比传统的红外激光，具有显著的优势。特别是在加工铜、金和高强度铝等高反射率材料时，蓝光激光的吸收率高出5-10倍，能够实现更高质量和一致性的焊接效果。此外，蓝光激光的熔池更加稳定，几乎无飞溅，有效解决了传统方法中常见的气孔和内部缺陷问题。

在航空航天领域，新材料的应用日益广泛，对激光加工技术提出了新的挑战。铜、铝、钛、金等有色金属及其复合材料，因其优异的性能而被大量采用。然而，这些材料对传统红外激光的反射率极高，加工难度大。蓝光激光器的出现，为这些问题提供了完美的解决方案。

唐霞辉教授团队的研究重点包括光束准直、光束整形、空间合束、偏振合束和光纤耦合等关键技术。通过这些技术的集成，他们成功开发出适用于航空航天领域的蓝光半导体激光加工装备及工艺。

研究团队设计并实现了一款稳定的高亮度蓝光激光器。通过BPP理论和ZEMAX仿真计算，利用偏振和光纤耦合技术，实现了48个5.5W蓝光激光芯片到105µm芯径、0.22NA光纤的高效率耦合。输出功率超过250W，耦合效率超过90%，电光效率超过35%。

这款激光器已经通过了多项严苛的可靠性测试，包括7000小时的加速老化测试、85℃高温存储、-40℃低温存储、-20℃~70℃温度循环测试、振动和机械冲击测试。这些测试充分验证了其在极端环境下的稳定性和可靠性。

随着蓝光激光技术的不断发展，其在航空航天制造中的应用前景十分广阔。它不仅能够提升加工精度和效率，还能解决传统方法难以克服的难题。这项技术的突破，标志着我国在激光加工领域迈出了重要一步，为未来智能制造的发展开辟了新的方向。

蓝光半导体激光器的出现，为航空航天制造业带来了新的希望。它不仅能够提升加工精度和效率，还能解决传统方法难以克服的难题。这项技术的突破，标志着我国在激光加工领域迈出了重要一步，为未来智能制造的发展开辟了新的方向。