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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


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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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