大功率激光器为啥成为激光的一个热点

对于大于50mW CW模式的激光器我们就可以称之为大功率激光器。介绍一下边发射大功率激光器。现在常用的外延以及芯片结构如下，也有很多新奇的设计。

大功率半导体激光器的关键技术主要包括以下五个方面：1)半导体激光芯片外延技术；2）激光器芯片的设计以及制造工艺技术。3)半导体激光芯片的封装技术；4)光学准直技术；5)激光束整形技术；6)激光器集成技术。

用于领域：

1）大功率半导体激光器在工业加工方面的应用

（1）激光切割。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类。利用激光切割设备可切割 4mm 以下的不锈钢，在激光束中加氧气可切割20mm 厚的碳钢，但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。

（2）激光清洗 。传统清洗

工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。同时，激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。

（3）激光熔覆。激光熔覆(Laser Cladding)亦称激光包覆或激光熔敷，是一种新的表面改性技术。它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层。

（4）激光焊接。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20 世纪 70 年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。德国已经实现汽车的整体焊接成形，中国的激光焊接处于世界先进水平，具备了使用激光成形超过 12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力，并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中。2013 年 10 月，中国焊接专家获得了焊接领域最高学术奖--布鲁克奖，中国激光焊接水平得到了世界的肯定。

2）大功率半导体激光器在医疗美容方面的应用

半导体激光器在医疗美容方面的应用为：

（1）激光手术治疗。半导体激光器已经应用于软组织切除，组织接合、凝固和汽化。普通外科、整形外科、皮肤科等均广泛的采用了这项技术。

（2）激光动力学医疗。将对肿瘤有亲和性的光敏物质有选择的聚集于癌组织内部，通过半导体激光照射，使癌组织产生活性氧，使其坏死而对健康组织没有丝毫损伤。

（3）激光脱毛。激光脱毛是依据选择性的光热动力学原理，通过合理调节激光波长能量脉宽，激光便能穿过皮肤表层到达毛发的根部毛囊，光能被吸收并转化为破坏毛囊组织的热能，从而使毛发失去再生能力同时又不损伤周边组织、痛感轻微的技术。激光脱毛是目前最安全快捷长久的去毛技术。

（4）生命科学研究 。使用半导体激光的“光镊”，可以捕捉活细胞或染色体并移至任意位置，已经用于促进细胞合成，细胞相互作用等研究，还可以作为法医取证的诊断技术。

3）大功率半导体激光器在军事方面的应用

（1）激光雷达。工作在红外和可见光波段的，以激光为工作光束的雷达称为激光雷达。激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。目前，在水雷探测激光雷达、化学试剂探测激光雷达、大气监测激光雷达、生化陆战激光雷达等方面已经有了很大的成就。另外，中国的攻击激光雷达已经相当的先进，包含着世界最尖端的五大核心技术：激光材料研究的突破、激光辐射材料物理机理及成像图谱研究的突破、一次性快速跟踪定位控制技术的突破、高密度能量可逆转换载体材料的突破、激光成像技术的突破。

（2）激光制导。大功率半导体激光器可以作为发射光源，直接用于激光架束制导导弹。从制导站激光发射系统按一定规律向空间发射经编码调制的激光束，且光束中心线对准目标；在波束中飞行的导弹,当其位置偏离波束中心时，装在导弹尾部的激光探测器接受到激光信号，经信号处理后，调整导弹的飞行方向，直至击中目标。目前，激光制导武器的发展方向主要有以下几个方面：简易制导航空火箭弹、低成本末制导迫弹、精确攻击导弹与寻飞攻击导弹、激光型 JDAM 制导炸弹

（3）激光引信。通过对激光目标进行探测， 对激光回波信息进行处理和计算，判断目标，计算炸点，在最佳位置进行引爆。随着精确打击武器在现代战争中重要地位的显现，智能战斗部及精确引战配合对近炸引信的要求越来越高，使激光引信成为了精确打击武器的重要组成部分，在海防导弹、反辐射导弹、对空导弹、对地导弹、炮弹和反辐射无人机等方面发挥着不可替代的作用。（4）激光武器。激光武器主要是由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制发射系统组成。高能激光器是激光武器的核心，是实现激光武器的基础。

美国始终将激光武器作为自己未来武器的发展方向，目前有三大重点激光发展计划：IFX 计划、未来机载激光武器、反卫星计划。我国军用激光器也已取得巨大突破，大型激光武器空基化海基化全面开始。我国超远距离攻击激光武器一实现 2.2 兆瓦级的输出功率，已解决超远距离瞄准的环控问题。在量子点激光器理论研究方面，中国已处于世界领先地位，超强功率的激光器亦是世界一流。