[发明专利]一种高功率激光切割机

权利要求书

1.一种高功率激光切割机，其特征在于：包括控制台（1）、工作台（2）、线缆（3）、固定支架（4）、激光发射装置（5）和激光切割头（6）；所述控制台（1）和工作台（2）通过线缆（3）相连接；所述工作台（2）底部设有底座（21），两侧分别设有两条纵向移动滑轨（22），所述固定支架（4）两端通过纵向移动滑轨（22）与工作台（2）相连接；所述固定支架（4）上端设有一条横向移动滑轨（41），所述激光发射装置（5）通过横向移动滑轨（41）与固定支架（4）相连接；所述激光切割头（6）固定于激光发射装置（5）正下方。

2.根据权利要求1所述的一种高功率激光切割机，其特征在于：所述激光发射装置（5）由半导体激光器（51）、传输光纤（52）、光纤合束器（53）、第一光栅（54）、双包层光纤（55）、第二光栅（56）和激光输出头（57）组成；所述半导体激光器（51）数量为多个，每个所述半导体激光器（51）均通过传输光纤（52）与光纤合束器（53）的光束入口端相熔接，所述光纤合束器（53）的出口端与第一光栅（54）的一端相熔接，所述第一光栅（54）的另一端与双包层光纤（55）的一端相连接，所述双包层光纤（55）的另一端与第二光栅（56）的一端相熔接，所述第二光栅（56）的另一端与激光输出头（57）相熔接。

3.根据权利要求2所述的一种高功率激光切割机，其特征在于：所述半导体激光器（51）包括负电极（518）、衬底（517）、下限制层（516）、下波导层（515）、量子肼有源层（514）、上限制层（513）、上波导层（512）和正电极（511）；所述衬底（517）、下限制层（516）、下波导层（515）、量子肼有源层（514）、上限制层（513）和上波导层（512）为由下至上依次采用金属有机物化学气相沉淀法生成；所述衬底（517）的底部设有负电极（518），所述上波导层（512）顶部设有正电极（511）。

4.根据权利要求3所述的一种高功率激光切割机，其特征在于：所述负电极（518）为Ti-Pt-Au电极，所述衬底（517）为N型GaAs材料，所述下限制层（516）为N型Al_0.2Ga_0.8As材料，所述下波导层（515）为N型Al_0.1Ga_0.9As材料，所述量子肼有源层（514）为InGaAs材料，所述上限制层（513）为P型Al_0.2Ga_0.8As材料，所述上波导层（512）为P型Al_0.1Ga_0.9As材料，所述正电极（511）为Au电极。

5.根据权利要求4所述的一种高功率激光切割机，其特征在于：所述负电极（518）的厚度为500 nm，所述衬底（517）的厚度为4 μm，所述下限制层（516）的厚度为1 μm，所述下波导层（515）的厚度为1.5 μm，所述量子肼有源层（514）的厚度为15 nm，所述上限制层（513）的厚度为1 μm，所述上波导层（512）的厚度为1.2 μm，所述正电极（511）的厚度为300 nm。

6.根据权利要求5所述的一种高功率激光切割机，其特征在于：所述半导体激光器（51）采用如下步骤制备而成：

（a）采用金属有机物化学气相沉淀法，在衬底（517）上由下至上依次生成下限制层（516）、下波导层（515）、量子肼有源层（514）、上限制层（513）和上波导层（512）；

（b）对衬底（517）进行减薄处理，使衬底（517）厚度减至4 μm；

（c）采用溅射法在减薄后的衬底（517）的底部制备Ti-Pt-Au膜，作为负电极（518）；

（d）采用电子束热蒸发法在上波导层（512）上方镀Au膜，作为正电极（511），即制得所述半导体激光器（51）。

7.根据权利要求2所述的一种高功率激光切割机，其特征在于：所述半导体激光器（51）的中心波长和所述双包层光纤（55）的吸收波长相一致，均为980 nm。