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    今日要聞

    500W高功率紅外皮秒激光器盛雄激光全球量產首發

    2023-06-26 我要評論(0 )   

    盛雄激光在2023年又推出了全新的自研的更高功率500W紅外皮秒固體激光器,在功率、效率方面都實現了更高、更快、更穩定,同時也給客戶帶來了更大的信心。據了解,該機型...

    高功率皮秒激光器是激光微納加工裝備中最核心的部件。超快激光脈沖寬度窄、峰值功率高,在產品加工過程中對材料損傷小,加工精度和加工質量高。但超快激光器的功率往往制約了產品的加工效率。因此,為實現高質量和高效率的激光微納加工,全球市場上越來越多的激光廠家紛紛嘗試高功率皮秒激光器,今年,盛雄激光全球首發工業用500 W高功率紅外皮秒固體激光器。

    圖片


    01

    納秒激光VS皮秒激光VS飛秒激光


    圖片

    圖片

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    納秒激光作用機理   皮秒激光作用機理 飛秒激光作用機理

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    納秒、皮秒和飛秒激光加工效果


                      

    納秒激光的脈寬一般為10-9s左右,峰值功率僅能達到10KW,常用于金屬材料、柔性材料、高分子材料和復合材料的切割、打孔、表面微結構加工等。加工過程中容易產生刮渣、碎屑和熱影響。

    皮秒激光的脈寬一般為10-12s左右,峰值功率能達到100MW,皮秒激光器峰值功率高,加工精度高,常用于金屬、半導體、硬脆材料、聚合物和太陽能電池片等的微米尺度加工。

    飛秒激光的脈寬一般為10-15s左右,峰值功率能達到100000MW,目前飛秒激光并未廣泛應用于工業生產當中,且技術路線較為復雜,成本較高。

    納秒、皮秒和飛秒激光參數對比

    圖片

    因此,皮秒激光以其優于納秒激光加工質量和加工精度,在當下的市場需求下,皮秒激光能更為廣泛的應用于激光微納加工領域。


    02

    盛雄激光500W

    高功率紅外皮秒固體激光器



    目前國內外工業皮秒激光器產品

    通快

    IPG

    Amplitude

    EdgeWave

    盛雄

    激光

    Innoslab放大技術

    光纖放大技術

    Innoslab放大技術

    Innoslab放大技術

    光纖固體混合放大技術

    功率

    200W

    功率

    200W

    功率

    300W

    功率

    400W

    功率

    500W

    目前市面上了解到的主要的皮秒激光器生產廠商通快、IPG、Amplitude和EdgeWave等,其激光器平均功率最高僅能達到400W,但大部分仍然未應用于工業領域,仍處于樣機階段。

    2021年,在經過了研發團隊3年的不懈努力下,盛雄激光率先推出了300W高功率紅外皮秒固體激光器,屆時迅速推動到客戶端進行實際應用,經過2年不斷在客戶端驗證、改善、積累,在不斷“持續優化、化繁為簡、洞察技術細節本質”的技術要求下,盛雄激光在2023年又推出了全新的自研的更高功率500W紅外皮秒固體激光器,在功率、效率方面都實現了更高、更快、更穩定,同時也給客戶帶來了更大的信心。據了解,該機型是目前國內外已經得到量產化的最高功率工業皮秒激光器。

    該激光器依然采用光纖種子源+固體放大器技術路線,圍繞技術路線中光纖SESAM鎖模、高功率固體放大、光束質量控制技術進行攻關,研發過程攻克了光學晶體、鏡片、高功率損傷閾值才實現500W高功率皮秒激光器的工業化量產,主要表現以下幾方面:

    ①窄脈寬窄線寬皮秒光纖種子源技術:在脈沖能量>50 nJ情況下,輸出的激光脈沖仍能在時頻域上保持近傅里葉變換極限,既能實現<10 ps窄脈寬輸出,又能使光纖種子源與固體放大器增益譜線匹配,實現固體放大器高效率輸出;

    ②大功率端泵棒狀晶體與Innoslab板條晶體高功率混合放大技術:端泵棒狀晶體預放大技術可實現百瓦級高光束質量輸出,可以保證單通放大結構的Innoslab放大器功率上飽和提取。Innoslab單通放大結構相交于傳統的多通放大結構,不僅使放大信號激光模式與泵浦模式更好地匹配,也使光路更加簡單,顯著提高其穩定性。

    ③光束凈化技術:激光器光路設計采用4f像傳遞+空間濾波技術,對固體放大器后光束進行空間凈化,實現高功率情況下基模輸出。         


    03

    盛雄激光500W

    高功率紅外皮秒固體激光器核心優勢


             

    ①極高的功率穩定性(功率穩定性<0.5%(RMS@12 hours));



    圖片
    激光器穩定性測試


    ②極好的光束質量(光束質量M2<1.3,像散



    圖片
    光束質量 M2x=1.267,M2y=1.244




    圖片
    近場光斑:圓度98%     遠場光斑:圓度91%




    ③功能豐富的控制系統;

    圖片

    豐富的控制系統


    ·兼容PSO/ POD/  Gate控制模式


    ·支持Supersync功能:外觸發延時抖動<200 ps


    ·支持脈沖串(Burst Mode)工作


    ·支持脈沖串波形編輯功能


    ·支持功率外控功能:功率切換時間<10 μs ④良好的產品特性


    ·內置35路傳感器,實時監測關鍵器件及輸出激光狀態


    ·支持遠程服務及在線維護


    ·光機電一體化設計,結構緊湊


    ④良好的產品特性



    圖片

    圖片

    內置CCD監測光斑狀態     操作軟件截面




    ·內置35路傳感器,實時監測關鍵器件及輸出激光狀態 ·支持遠程服務及在線維護 ·光機電一體化設計,結構緊湊 ·用戶友好性,操作便利



    04

    盛雄激光500W

    高功率紅外皮秒固體激光器參數


    序號

    參數

    Specifications

    指標

    1

    輸出波長

    Central Wavelength

    1064 nm

    2

    重復頻率

    Repetition Rate

    3-5 MHz

    3

    平均功率

    Average Power

    >500 W

    4

    脈沖能量

    Pulse Energy

    >100圖片J

    5

    功率穩定性

    Power Stability

    <0.5%(RMS@12 hours)

    6

    光束質量

    Beam Quality

    M2<1.3

    7

    發散角

    Beam Divergence

    <1.0 mrad

    8

    光斑直徑

    Beam Diameter

    ~3.5mmn

    9

    近場光斑圓度

    Near field Beam Circularity

    >90%

    10

    遠場光斑圓度

    Far feld Beam Circularity

    >90%

    11

    脈沖寬度

    Pulse Width

    <10 ps (Gaussian)

    12

    偏振方向

    Polarization

    Vertical

    13

    頻率外控方式

    Frequency Trigger Mode

    POD&GATE

    14

    突發模式

    Burst Mode

    Burst 1-10

             

    圖片500W紅外皮秒激光器功率實測

    圖片500W紅外皮秒激光器生產車間       


    05

    結語


    憑借高功率超快激光器的研發及工業化,并將其應用于工業化產品與裝備上。高功率超快激光器的自主可控研發開始成為現實,這個產業升級的重要節點,盛雄激光將秉持“堅持技術驅動、持續創新為本”的核心價值觀,不斷創新,為客戶創造更高價值。


    來源:盛雄激光



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    盛雄激光,500W紅外皮秒固體激光器
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