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500W高功率紅外皮秒激光器盛雄激光全球量產(chǎn)首發(fā)

2023-06-26 我要評(píng)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(shí)現(xiàn)了更高、更快、更穩(wěn)定,同時(shí)也給客戶帶來了更大的信心。據(jù)了解,該機(jī)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(chǎn)品加工過程中對(duì)材料損傷小,加工精度和加工質(zhì)量高。但超快激光器的功率往往制約了產(chǎn)品的加工效率。因此,為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和高效率的激光微納加工,全球市場(chǎng)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(fā)工業(yè)用500 W高功率紅外皮秒固體激光器。

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01

納秒激光VS皮秒激光VS飛秒激光


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納秒激光作用機(jī)理   皮秒激光作用機(jī)理 飛秒激光作用機(jī)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(dá)到10KW,常用于金屬材料、柔性材料、高分子材料和復(fù)合材料的切割、打孔、表面微結(jié)構(gòu)加工等。加工過程中容易產(chǎn)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(dá)到100MW,皮秒激光器峰值功率高,加工精度高,常用于金屬、半導(dǎo)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(dá)到100000MW,目前飛秒激光并未廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中,且技術(shù)路線較為復(fù)雜,成本較高。

納秒、皮秒和飛秒激光參數(shù)對(duì)比

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因此,皮秒激光以其優(yōu)于納秒激光加工質(zhì)量和加工精度,在當(dāng)下的市場(chǎng)需求下,皮秒激光能更為廣泛的應(yīng)用于激光微納加工領(lǐng)域。


02

盛雄激光500W

高功率紅外皮秒固體激光器



目前國(guó)內(nèi)外工業(yè)皮秒激光器產(chǎn)品

通快

IPG

Amplitude

EdgeWave

盛雄

激光

Innoslab放大技術(shù)

光纖放大技術(shù)

Innoslab放大技術(shù)

Innoslab放大技術(shù)

光纖固體混合放大技術(shù)

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(chǎn)廠商通快、IPG、Amplitude和EdgeWave等,其激光器平均功率最高僅能達(dá)到400W,但大部分仍然未應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,仍處于樣機(jī)階段。

2021年,在經(jīng)過了研發(fā)團(tuán)隊(duì)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(shí)迅速推動(dòng)到客戶端進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用,經(jīng)過2年不斷在客戶端驗(yàn)證、改善、積累,在不斷“持續(xù)優(yōu)化、化繁為簡(jiǎn)、洞察技術(shù)細(xì)節(jié)本質(zhì)”的技術(shù)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(shí)現(xiàn)了更高、更快、更穩(wěn)定,同時(shí)也給客戶帶來了更大的信心。據(jù)了解,該機(jī)型是目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到量產(chǎn)化的最高功率工業(yè)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(shù)路線,圍繞技術(shù)路線中光纖SESAM鎖模、高功率固體放大、光束質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),研發(fā)過程攻克了光學(xué)晶體、鏡片、高功率損傷閾值才實(shí)現(xiàn)500W高功率皮秒激光器的工業(yè)化量產(chǎn),主要表現(xiàn)以下幾方面:

①窄脈寬窄線寬皮秒光纖種子源技術(shù):在脈沖能量>50 nJ情況下,輸出的激光脈沖仍能在時(shí)頻域上保持近傅里葉變換極限,既能實(shí)現(xiàn)<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(shí)現(xiàn)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(shù):端泵棒狀晶體預(yù)放大技術(shù)可實(shí)現(xiàn)百瓦級(jí)高光束質(zhì)量輸出,可以保證單通放大結(jié)構(gòu)的Innoslab放大器功率上飽和提取。Innoslab單通放大結(jié)構(gòu)相交于傳統(tǒng)的多通放大結(jié)構(gòu),不僅使放大信號(hào)激光模式與泵浦模式更好地匹配,也使光路更加簡(jiǎn)單,顯著提高其穩(wěn)定性。

③光束凈化技術(shù):激光器光路設(shè)計(jì)采用4f像傳遞+空間濾波技術(shù),對(duì)固體放大器后光束進(jìn)行空間凈化,實(shí)現(xiàn)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(yōu)勢(shì)


         

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



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激光器穩(wěn)定性測(cè)試


②極好的光束質(zhì)量(光束質(zhì)量M2<1.3,像散



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光束質(zhì)量 M2x=1.267,M2y=1.244




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近場(chǎng)光斑:圓度98%     遠(yuǎn)場(chǎng)光斑:圓度91%




③功能豐富的控制系統(tǒng);

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豐富的控制系統(tǒng)


·兼容PSO/ POD/  Gate控制模式


·支持Supersync功能:外觸發(fā)延時(shí)抖動(dòng)<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(shí)間<10 μs ④良好的產(chǎn)品特性


·內(nèi)置35路傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵器件及輸出激光狀態(tài)


·支持遠(yuǎn)程服務(wù)及在線維護(hù)


·光機(jī)電一體化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)緊湊


④良好的產(chǎn)品特性



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圖片

內(nèi)置CCD監(jiān)測(cè)光斑狀態(tài)     操作軟件截面




·內(nèi)置35路傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵器件及輸出激光狀態(tài) ·支持遠(yuǎn)程服務(wù)及在線維護(hù) ·光機(jī)電一體化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)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(shù)


序號(hào)

參數(shù)

Specifications

指標(biāo)

1

輸出波長(zhǎng)

Central Wavelength

1064 nm

2

重復(fù)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(wěn)定性

Power Stability

<0.5%(RMS@12 hours)

6

光束質(zhì)量

Beam Quality

M2<1.3

7

發(fā)散角

Beam Divergence

<1.0 mrad

8

光斑直徑

Beam Diameter

~3.5mmn

9

近場(chǎng)光斑圓度

Near field Beam Circularity

>90%

10

遠(yuǎn)場(chǎng)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(fā)模式

Burst Mode

Burst 1-10

         

圖片500W紅外皮秒激光器功率實(shí)測(cè)

圖片500W紅外皮秒激光器生產(chǎn)車間       


05

結(jié)語


憑借高功率超快激光器的研發(fā)及工業(yè)化,并將其應(yīng)用于工業(yè)化產(chǎn)品與裝備上。高功率超快激光器的自主可控研發(fā)開始成為現(xiàn)實(shí),這個(gè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要節(jié)點(diǎn),盛雄激光將秉持“堅(jiān)持技術(shù)驅(qū)動(dòng)、持續(xù)創(chuàng)新為本”的核心價(jià)值觀,不斷創(chuàng)新,為客戶創(chuàng)造更高價(jià)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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