波长范围为400nm-500nm(450nm使用较多)的蓝光半导体激光器，具有稳定性高、电光效率高等优点，被广泛用于激光加工(如铜、金)、医疗、水下探测、照明、显示、激光泵浦等场景。本文重点介绍450nm大功率蓝光半导体激光光束整形与合束技术，包括光束准直、光束整形、空间合束、偏振合束和光纤耦合技术等技术研究，以推动大功率蓝光激光器在电动车电极、电子元器件、航空航天领域中的铜基等高红外激光反射材料的增材制造和焊接加工应用。

  蓝光半导体激光器的应用

  1、动力电池激光焊接

  据相关数据统计，激光技术在动力电池制程中发挥核心作用，如果以激光设备占整线价值量投资比例为30%计算，2025 年激光锂电设备的需求规模约为430亿元，市场空间巨大。

  汽车动力电池主要包括方形电池、圆柱电池以及软包电池这三种形式。可焊接部位包括盖板防爆阀焊接、极耳与极柱焊接、壳体焊接、注液孔焊接，模组连续片焊接等。

  极耳/汇流排的焊接难点主要为：材料薄、多片叠加焊接容易虚焊、导致强度不够、导电性不好，建议采用摆动焊接。圆柱电池部件，电池盖帽的焊接难点包括：材料薄、易烧穿、温度达不到，建议采用振镜高速(300mm/s以上)焊接。模组焊接难点：熔深要求较大、焊缝成型较差，可使用较高功率进行高速( 80mm/s以上)焊接。方形电池部件焊接难点：气孔多、容易出现爆点、导致密封性不够，焊接速度可适当提高。

  2、蓝光3D打印

  围绕着铜材料的3D打印技术近年来备受关注。现有的红外激光器对于纯铜的3D打印存在极大的困难，一般采用CuCr1Zr 等铜合金来代替纯铜，而采用蓝光激光器可以实现用纯铜粉高效打印物体。同时，蓝光半导体激光器大幅降低了光反射，能量利用率提高的同时也提高了加工速度。

  通过增加蓝色半导体激光的亮度，大阪大学根据新能源和工业技术发展组织(NEDO)项目，开发出纯铜层压造型的SLM型3D打印机。此种3D打印机为了熔化纯铜粉末，需要开发出输出功率为100W的高亮度蓝色半导体激光器以获得所需的功率密度。波长为450nm的蓝色半导体激光，通过直径为100μm的光纤输出，容易形成100μm的聚光。且输出功率达100W时，直径100μm的聚光点处的激光功率密度为1.3×106W/cm2，从而达到了纯铜粉末熔化所需的功率密度。

  3、蓝光激光手术设备

  蓝激光比其他医用激光光子能量更高、安全性更好，可有效切除各种软组织。目前泌尿外科蓝光达到200W。

  综上所述，蓝光半导体激光具有吸收效率高，高功率等一系列优势。