半導體激光器外圓熔覆設備改造方案

問題描述：目前市場上半導體激光器外圓熔覆設備大多采購于2020年前，隨著使用時間的增長，半導體發光芯片不可避免地會逐漸衰減退化。因此下一步該批設備都面臨該怎樣進行維護或升級改造的問題。根據目前的技術與成本等因素，建議采用一下兩種方案。

方案一: 更換新的半導體激光器。

優點：半導體激光器，電光轉化效率較高，可達到50%以上；該設備其他部分，冷水機、電源等無需更換。

缺點：由于高功率半導體激光器完全依靠巴條來發光，一個6kw激光器需要70個巴條，而可靠的高功率發光巴條目前國產產品質量性能還滿足不了要求，需要通過進口采購。因而，1、制造新的半導體激光器的周期不確定。2、半導體激光器一旦衰減或損壞后，就采購全新的巴條、疊陣，成本很高。3、質保期只有1年。

具體改造方案：更換新的半導體激光器即可。

方案二：將半導體激光器熔覆系統改造為光纖激光器熔覆系統。

優點：國產光纖激光器近年來發展迅猛，光纖激光器性價比越來越高。目前行業內主流的激光熔覆系統均采用光纖激光器熔覆系統，因而后期維護方便。光纖激光器熔覆系統，激光泵浦源（發光芯片）、光纖、熔覆頭相互獨立，一旦有損壞，可以單獨更換任何一個部分，維修成本低。光纖激光器質保期2年。

缺點：目前光纖激光器能量轉化效率在40%左右，較半導體激光器稍低。

具體改造方案：需要更滑新的光纖激光器、冷卻系統、電源等。

激光源替換：首先，需要將半導體激光器更換為適用于光纖激光器的激光源。光纖激光器通常采用光纖放大器作為激光源，具有更好的光束質量。

光纖耦合：將新的光纖激光器與光纖耦合系統連接。這包括使用適當的光纖連接器和光纖耦合器來確保激光能夠傳輸到熔覆區域。

光纖輸送系統：設計并安裝一個適用的光纖輸送系統。這包括選擇合適的光纖類型、直徑和長度，以及使用高功率光纖連接器和耐熱耐高功率的光纖束流道。

散熱系統：由于光纖激光器的總功率較高，需要有效的散熱系統來保持設備的穩定工作溫度。確保在系統中使用散熱器、冷卻風扇和散熱管等組件來有效地散發掉余熱。

控制系統：針對新的光纖激光器，可能需要對現有的控制系統進行調整或升級。確保控制系統能夠有效地管理光纖激光器的功率、頻率和其他參數，并提供必要的安全保護功能，如過熱保護和故障檢測。

編制人：劉工 2023.6.16