近日，歐司朗攜手合作伙伴，在德國聯(lián)邦教育和研究局資助的最新EKOLAS項目的激光器性能和效率的前沿探索方面取得突破性成果。
近年來，紅外光應(yīng)用大量涌現(xiàn)，紅外LED和VCSEL用作智能手機人臉識別光源，更是成為熱門話題。其實，很早之前，紅外激光器早就廣泛應(yīng)用在許多領(lǐng)域。作為世界領(lǐng)先的光學(xué)半導(dǎo)體公司，歐司朗光電半導(dǎo)體多年來一直致力于專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的高功率激光器，例如在汽車工業(yè)中使用高功率激光焊接機器進行金屬加工等。
從醫(yī)療技術(shù)到汽車制造，先進的激光技術(shù)越來越成為各個行業(yè)不可缺少的組成部分。歐司朗光電半導(dǎo)體攜手Laserline、Heraeus、Fraunhofer ILT、fiberware和Welser Profile等合作伙伴，共同完成了EffiLAS聯(lián)合項目EKOLAS的多項任務(wù)，其主要目的是開發(fā)具有卓越輸出能力的高效紅外激光器，并在工業(yè)材料加工中成功應(yīng)用。一直以來，德國EffiLAS協(xié)會（高效高功率激光光源協(xié)會）致力于鞏固與提升德國在光子學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)和經(jīng)濟地位。在激光光源領(lǐng)域，EffiLAS致力于進一步優(yōu)化各項相關(guān)技術(shù)參數(shù)，比如和性能，能量效率等。
十年前，最好的激光棒功率為200瓦，效率可以達(dá)到63%。五年后，輸出功率達(dá)250瓦、效率不低于60%，當(dāng)時，這已經(jīng)被認(rèn)為是技術(shù)所能達(dá)到的極限，因為轉(zhuǎn)換效率和冷卻技術(shù)限制了激光器的輸出功率。
經(jīng)過開放合作與摸索創(chuàng)新，2020年2月，歐司朗光電半導(dǎo)體與合作伙伴在EKOLAS項目中，共同研發(fā)新型紅外激光器，取得突破性進展，實現(xiàn)激光棒最大輸出功率高達(dá)400瓦。在輸出功率為300瓦、波長為1000和1020納米時，該激光器創(chuàng)下了70%效率的新記錄。
項目的成功，得益于從EffiLAS其他項目中所獲得的寶貴經(jīng)驗，包括對材料科學(xué)的理解、在外延領(lǐng)域的模擬實驗，以及在芯片和腔面技術(shù)方面的基本專業(yè)知識。歐司朗光電半導(dǎo)體EKOLAS項目經(jīng)理Sebastian Hein表示: “在這個項目中，我們實現(xiàn)了所有預(yù)設(shè)的目標(biāo)，有些成果甚至超出了預(yù)期。成功的關(guān)鍵是我們開發(fā)了模擬激光電光特性的創(chuàng)新軟件工具，這些軟件將熱分布、與溫度相關(guān)的材料特性，以及與模態(tài)相關(guān)的波在諧振器中的傳播都納入了分析。這些工具大大加速和簡化了必要的測試運行，對項目的結(jié)果做出了根本性的貢獻?！?/p>
從模擬實驗中獲得的新經(jīng)驗，同樣可以用于波長為800 - 1060nm范圍內(nèi)的其他產(chǎn)品系列上。這些成果，不僅為產(chǎn)品開發(fā)帶來更大優(yōu)勢，同時也促進了德國乃至歐洲地區(qū)供應(yīng)鏈的持續(xù)發(fā)展。
EKOLAS研究項目取得突破性成果，使激光器能源效率和輸出功率顯著提高。圖片來源：Fraunhofer ILT
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