3月27日，国家知识产权局公布，一项圆环光斑半导体激光器专利（申请公布号：CN121395059A，授权公告号：CN121395059B）获得授权，该专利由北京泽方誉航专利代理事务所代理，为激光加热、精密加工、材料成型等场景提供全新技术路径，破解传统激光器光斑单一的行业难题。
传统激光器痛点突出，行业亟需优化方案
半导体激光器是激光加热、精密零部件制备、材料成型、食品加工等领域的核心设备，应用场景广泛，但传统激光器部署与使用存在明显短板，制约行业发展：
1.光斑形态单一，加热精度不足：多采用单一模块结构，仅能输出圆形、矩形等单一形态光斑，无法实现环形区域精准加热，易造成非目标区域热损伤和能量浪费；
2.加热需求适配性差：无法根据实际场景灵活切换加热区域，既难以满足小直径单点加热需求，也无法实现环形区域均匀加热，适配性有限；
3.结构设计不合理：传统单一模块散热效果不佳，发光芯片布局杂乱，易出现光强分布不均、光斑拼接误差等问题，影响加热质量；
4.运维与调试繁琐：光斑控制逻辑复杂，调试步骤繁琐，普通操作人员上手难度大，运维成本偏高。
激光加热精准化、设备小型化、场景多元化的行业需求下，一款能实现分区加热、光斑可控、操作便捷的半导体激光器成为行业迫切需求。
专利核心：双模块双回路，实现圆环光斑精准控制
本次获授权专利（申请公告号：CN121395059A，授权公告号：CN121395059B，申请日：2025年12月26日，授权公告日：2026年3月17日），核心是采用双半导体激光器模块倒置组装+双控光回路设计，实现内圆、外圆光斑独立控制，精准解决传统激光器加热痛点。
核心系统组成
整体由四大核心组件协同工作，实现光斑精准生成、独立控制与稳定输出：
•第一半导体激光器模块：内置外圆负电极、内圆正电极，包含第一外圆发光芯片、第一内圆发光芯片及对应电极片，负责输出外半圆、内半圆光斑；
•第二半导体激光器模块：内置外圆正电极、内圆负电极，包含第二外圆发光芯片、第二内圆发光芯片及对应电极片，与第一模块倒置组装；
•双控光回路：外圆正电极与外圆负电极构成外圆控光回路，内圆正电极与内圆负电极构成内圆控光回路，分别连接独立电源，实现独立控制；
•阶梯状散热结构：两个模块表面均设有多个阶梯状台阶，用于布设发光芯片，提升散热效果与光斑均匀性。
核心工作流程
采用双电源独立控制，实现内圆、外圆光斑灵活切换，适配不同加热场景，流程简洁高效：
1.两个半导体激光器模块采用倒置组装方式固定连接，确保输出光方向一致、间隙达标，保障光斑拼接精度；
2.第一电源控制外圆控光回路，驱动两个模块的外圆发光芯片同步工作，输出的两个外半圆光斑拼接成完整外圆光斑；
3.第二电源控制内圆控光回路，驱动两个模块的内圆发光芯片协同工作，输出的两个内半圆光斑拼接成完整内圆光斑，且与外圆光斑同轴共心。
核心技术亮点
1.双回路独立控制，实现分区加热：外圆、内圆控光回路分别连接独立电源，可根据加热需求灵活切换光斑输出状态，实现内圆、外圆区域分区精准加热，避免非目标区域热损伤与能量浪费。
2.倒置组装设计，提升光斑精度：两个半导体激光器模块倒置组装，严格控制模块间隙与台阶高度，确保内外圆光斑同轴共心、拼接无缝，提升光斑均匀性与加热精准度。
3.阶梯状布局，优化散热与发光效果：模块表面采用阶梯状台阶设计，分层布设发光芯片，既适配不同层级芯片的散热需求，保障设备稳定运行，又能优化光强分布，提升光斑完整性。
4.灵活适配，覆盖多元场景：可根据实际加热需求，灵活调整内外圆光斑输出，适配单点加热、环形加热等多种场景，无需更换设备，降低使用与调试成本。
多场景赋能，推动激光加热行业升级
该圆环光斑半导体激光器专利技术，可广泛落地材料成型加工、精密零部件制备、食品加工烹饪、激光医疗辅助等场景，带来多方面行业价值：
精度层面：分区加热控制，避免非目标区域热损伤，提升产品加工精度与合格率；
效率层面：双回路独立控制，无需频繁调试设备，缩短加工周期，降低运维成本；
适配层面：灵活切换光斑形态，适配多元加热需求，无需额外购置专用设备；
行业层面：优化激光器结构设计，推动半导体激光器向精准化、小型化、高效化转型。
结语：激光加热迈入精准分区新时代
此项圆环光斑半导体激光器专利，聚焦精准加热、灵活适配、高效稳定，对优化传统激光器技术、破解行业痛点具有积极意义，也为激光加工、精密制造、食品加工等领域提供了新的技术选择。
未来，随着相关技术落地普及，这款圆环光斑半导体激光器有望广泛应用于各行业，推动激光加热技术向更精准、更高效、更普惠的方向发展，助力制造业转型升级。
热门跟贴