發(fā)散光束準(zhǔn)直后，經(jīng)由特殊的介質(zhì)涂層鏡與來自另一個激光模塊單元的準(zhǔn)直光束合束。一個波長的光束由鏡面反射，和另一個波長的透射光束，合成一束包括了雙波長光束和兩倍功率的平行光。更多的光束能以類似的方式合束。通快TruDiode激光器具有專利的技術(shù)革新，大大降低了不同波長合束的差異性并因此使一個合并光束具有極窄的波長光譜(優(yōu)于±50 nm)，例如圖2。
圖2 Tru Diode 3006二極管激光器
一旦合束，準(zhǔn)直后的激光束可以通過耦合器耦合到光纖中。在這種情況下，使用600μm纖芯的光纖，允許即插即用和快速更換。當(dāng)輸出功率高達1 kW時，可使用較小的光纖，例如，800 W功率可通過400μm光纖傳導(dǎo)。
由于波長很接近，現(xiàn)在其他二極管激光技術(shù)中出現(xiàn)的缺點是可以避免的。這些激光器的光束質(zhì)量類似于早期光泵系統(tǒng)，因此可以直接替代。相比燈抽運固體激光器，這是首次使用直接二極管激光進行深熔焊接達到相同，甚至更好的效果。使用這個激光技術(shù)，可以在以前使用光抽運激光的工業(yè)應(yīng)用中修正很多缺點，例如較小的工作距離、較大的聚焦直徑、或更大的光學(xué)器件。
更高的效率，降低運營成本
與現(xiàn)有的二極管激光器相比，這里談及的直接半導(dǎo)體激光技術(shù)(已經(jīng)存在一年了)可以顯著提高效率，降低經(jīng)營成本。雖然良好的光束質(zhì)量在傳統(tǒng)的堆疊式二極管激光器中對系統(tǒng)效率有負(fù)面影響，但優(yōu)秀的光束質(zhì)量已經(jīng)是這些激光器的核心，此概念的應(yīng)用也不會產(chǎn)生進一步的重大損失。因此，它有可能實現(xiàn)效率高達40％，而同時保持較高的光束質(zhì)量，這種結(jié)合從未達到過。這提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性，可以顯著降低電力成本。相比燈抽運系統(tǒng)，節(jié)約能源高達到15倍或更多。
圖3 a.二極管系統(tǒng)的光學(xué)平臺
b.輸出3KW，兩個光斑尺寸下焊接熔深與焊接速度的關(guān)系
除了高效率，采用被動冷卻的二極管降低了激光器的運行成本。與主動冷卻的方式相比，二極管的使用壽命大大延長。因此，二極管已經(jīng)不再是“易耗品”，而與任何其他激光器組件沒什么不同，這就避免了昂貴的二極管更換費用。歸功于激光器結(jié)構(gòu)的模塊化和靈活性，輸出功率和輸出光路的數(shù)量可以在現(xiàn)場完成升級。
直接二極管架構(gòu)的應(yīng)用包括深熔焊接、傳導(dǎo)焊、釬焊、熱處理、激光金屬熔覆。例如，運用3 kW直接二極管激光器在低碳鋼上，在滲透深度和焊接速度上變現(xiàn)是優(yōu)異的(見圖3)。由于波長的原因(約950nm)，焊道表面質(zhì)量高，而且不需要等離子抑制氣，焊縫氧化現(xiàn)象不明顯。小孔焊接的焊縫截面顯示了這種激光器的優(yōu)良性能(見圖4)
圖4 a.焊接速度1m/min，平板上3kW光束的焊接 b.拐角處2kW的光束焊接
由于目前最先進的技術(shù)如碟片和光纖激光器，都依賴于二極管模塊抽運激光介質(zhì)來轉(zhuǎn)換為一個更長波長的激光改善光束質(zhì)量，高達40％的功率與效率都在此過程中損失掉了。通過直接使用二極管激光模塊，顯著的插座效率，更小的占地，更具成本效益的產(chǎn)品誕生了。
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