中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所王立軍研究員帶領(lǐng)的課題組，攻克了大功率半導(dǎo)體激光器關(guān)鍵核心技術(shù)，成功開發(fā)出千瓦量級、高光束質(zhì)量、小型化的各種半導(dǎo)體激光光源，并將成為工業(yè)激光加工領(lǐng)域的新一代換代產(chǎn)品。日前這項“高密度集成、高光束質(zhì)量激光合束高功率半導(dǎo)體激光關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”榮獲2011年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

大功率半導(dǎo)體激光器是激光加工、激光醫(yī)療、激光顯示等領(lǐng)域的核心光源和支撐技術(shù)之一。但是它也存在光束質(zhì)量差、單元器件功率小、功率密度低等缺點。雖然通過激光線陣封裝、疊層封裝等技術(shù)，能夠提高其功率到千瓦級，但是很難提高其功率密度和改善光束質(zhì)量，限制了它在上述各領(lǐng)域的應(yīng)用。

王立軍團隊通過激光光束整形、激光合束等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了高光束質(zhì)量半導(dǎo)體激光大功率輸出：發(fā)明了一種多模多光纖功率耦合器及其制備方法；獲得了“多重光束耦合大功率半導(dǎo)體激光裝置”和“大功率光束耦合半導(dǎo)體激光器”兩項發(fā)明專利，攻克了半導(dǎo)體激光合束等系列關(guān)鍵技術(shù)，在國內(nèi)首次開發(fā)出2600瓦高光束質(zhì)量高效節(jié)能半導(dǎo)體激光加工機光源，為產(chǎn)品更新?lián)Q代奠定基礎(chǔ)；獲得了“半導(dǎo)體激光線陣及迭陣的微通道熱沉化學(xué)清洗裝置”、“粗糙元型半導(dǎo)體激光器有源熱沉結(jié)構(gòu)及制備方法”、“半導(dǎo)體激光頭泵浦源用微通道熱沉結(jié)構(gòu)及制備方法”和“復(fù)合熱沉半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)及制備方法”等4項授權(quán)發(fā)明專利。

攻克了千瓦級半導(dǎo)體激光器散熱難題，開發(fā)出42層6700瓦激光迭陣模塊，成功應(yīng)用于國家重大項目；發(fā)明了一種垂直腔面發(fā)射激光器列陣的串接結(jié)構(gòu)，解決了垂直腔面發(fā)射激光器大面積二維集成面陣需大電流驅(qū)動的技術(shù)難題，為千瓦至萬瓦級高光束質(zhì)量激光面陣開發(fā)及應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。