應(yīng)用于激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備的半導(dǎo)體激光器，隨著半導(dǎo)體材料外延生長(zhǎng)技術(shù)、半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)的激光器光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、腔面鈍化技術(shù)、高穩(wěn)定性封裝技術(shù)、高效散熱技術(shù)水平的不斷提高，半導(dǎo)體激光器功率及光束質(zhì)量飛速發(fā)展，促進(jìn)了直接工業(yè)用半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)和高功率光纖激光器的發(fā)展。
目前國(guó)際上直接工業(yè)用大功率半導(dǎo)體激光器在輸出功率5000 W級(jí)別已超過燈抽運(yùn)固體激光器的光束質(zhì)量，在1000 W級(jí)別已超過全固態(tài)激光器的光束質(zhì)量。隨著化合物半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)用大功率半導(dǎo)體激光器的輸出功率和光束質(zhì)量將進(jìn)一步提高，將進(jìn)一步擴(kuò)展其工業(yè)應(yīng)用范圍，更進(jìn)一步拉動(dòng)我國(guó)激光加工行業(yè)，激光切割機(jī)設(shè)備，激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備的內(nèi)銷和進(jìn)出口額度。
在高功率光纖激光器抽運(yùn)源方面，光纖耦合輸出的功率不斷上升，光纖芯徑和數(shù)值孔徑不斷降低，導(dǎo)致光纖激光打標(biāo)機(jī)所使用的光纖激光器的抽運(yùn)亮度不斷提高，同時(shí)成本卻不斷下降，因此未來高功率光纖激光器的輸出功率與光束質(zhì)量也將不斷地提高?？梢灶A(yù)計(jì)，在未來工業(yè)激光加工，特別是在金屬激光加工(laser oem)領(lǐng)域，大功率半導(dǎo)體激光器主要應(yīng)用在激光表面處理、激光熔覆和近距離激光焊接領(lǐng)域，而大功率光纖激光器主要應(yīng)用在光束質(zhì)量要求更高的激光切割和遠(yuǎn)程激光焊接，高精度激光打標(biāo)機(jī)領(lǐng)域。
半導(dǎo)體激光單元器件具有獨(dú)立的電、熱工作環(huán)境，避免了發(fā)光單元之間的熱串?dāng)_，使其在壽命、光束質(zhì)量方面與CM Bar相比具有明顯優(yōu)勢(shì)。此外單元器件驅(qū)動(dòng)電流低、多個(gè)串聯(lián)工作大幅度降低了對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求。同時(shí)單元器件的發(fā)熱量相對(duì)較低，可直接采用傳導(dǎo)熱沉散熱，避免了微通道熱沉引入的壽命短的問題。而且獨(dú)立的熱工作環(huán)境使其可高功率密度工作，目前單元器件的有源區(qū)光功率線密度可達(dá)200 mW/μm以上，同時(shí)具有較窄的光譜寬度，而CM Bar有源區(qū)光功率線密度僅為50~85 mW/μm左右。特別是獨(dú)立的熱、電工作環(huán)境大幅度降低了器件的失效幾率，在高穩(wěn)定性金錫焊料封裝技術(shù)的支撐下，商用高功率單元器件壽命均達(dá)10萬小時(shí)以上，遠(yuǎn)高于CM Bar的壽命，有效降低了器件的使用成本?；谏鲜鰞?yōu)點(diǎn)，單元器件大有逐漸替代CM Bar成為高功率、高光束質(zhì)量半導(dǎo)體激光主流器件的趨勢(shì)，也直接導(dǎo)致半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)成為激光加工業(yè)的主流。
在國(guó)內(nèi)，最近幾年高功率、高光束質(zhì)量大功率半導(dǎo)體激光器相關(guān)領(lǐng)域方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是在半導(dǎo)體激光器的核心部件—半導(dǎo)體激光芯片的研制和生產(chǎn)方面，一直受外延生長(zhǎng)技術(shù)、腔面鈍化技術(shù)以及器件制作工藝水平的限制，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體激光器件的功率、壽命方面較之國(guó)外先進(jìn)水平尚有較大差距。這導(dǎo)致國(guó)內(nèi)實(shí)用化高功率、長(zhǎng)壽命半導(dǎo)體激光芯片主要依賴于進(jìn)口，直接導(dǎo)致我國(guó)半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)的價(jià)格居高不下，嚴(yán)重影響了大功率半導(dǎo)體激光器在我國(guó)的推廣應(yīng)用，同時(shí)也限制了我國(guó)高功率光纖激光器的研制和開發(fā)。隨著當(dāng)前我國(guó)半導(dǎo)體激光器研究和開發(fā)技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，半導(dǎo)體器件的外延技術(shù)和封裝技術(shù)也將不斷成熟，將創(chuàng)造更高功率的半導(dǎo)體激光切割機(jī)，激光打標(biāo)機(jī)設(shè)備呈現(xiàn)市場(chǎng)。
圖：半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)直接打標(biāo)金屬的效果
