01
納秒激光VS皮秒激光VS飛秒激光
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
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));
②極好的光束質量(光束質量M2<1.3,像散
③功能豐富的控制系統;
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
·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
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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 |
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 |
500W紅外皮秒激光器功率實測
500W紅外皮秒激光器生產車間
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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。
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