在20kW以上的超高功率激光器（切割版）中，為(wei) 滿足客戶良好的適用度，銳科根據大量的客戶端使用數據，與(yu) 主流切割頭廠商進行了多次技術交流和測試實驗，在目前通用的行業(ye) 和國際標準之上，製定了更高的企業(ye) 標準，實現了係統級別匹配，達到切割效果和效率的全麵提升。

1、纖芯與(yu) M2標準 by Raycus

針對超高功率激光器，單純的做到纖芯輸出並不能實現較好的應用，隻有纖芯與(yu) M2完成匹配，才能實現更好的應用效果。

若整機素質一般，單純的縮小纖芯，光束質量（M2或BPP）卻無法隨之縮小，則極難達到較為(wei) 理想的切割效果。以100μm輸出的20000W激光器為(wei) 例，考慮到較佳的切割效果和厚薄板兼容效果，最佳的M2應該在11附近。

我們(men) 從(cong) 20kW—60kW限定推出100μm—150μm纖芯輸出，並嚴(yan) 格限製M2範圍，使得切割工藝的調整可以從(cong) 低功率到高功率切割工藝可以一脈相承，同型號機型之間的差異性較小。

M2標準 by Raycus：

圖1 光束質量測試示意圖

圖2 銳科40kW激光器光束質量實測圖

2、全能發散角標準

M2隻是表征86.5%的能量分布，但其隻適合描述單模或者近單模激光器。而針對多模激光器，其能描述的光束性質有限，銳科在此光束質量的基礎上，開創性地提出全能量發散角的概念——采用99.84%描述對全能量發散角的新企標。

而正是因為(wei) 銳科該項標準的推出，使得來自銳科的20kW-60kW激光器，杜絕了常規激光器容易出現的上保護發熱（頻繁燒），準直發熱，上保護散射光值大，光闌燒，噴嘴發熱等痼疾。正是因為(wei) 嚴(yan) 苛的標準，使得銳科高功率光纖激光器在市場上一騎絕塵，實現了國內(nei) 出貨量第一。

發散角標準 by Raycus：20kW—60kW，全能量發散角（99.84%，半角）≤0.13

圖3 全能量發散角超標導致的光闌燒和光闌回光示意圖

銳科製定全能量發散角標準的原因是，市場上大部分高功率切割頭的光學孔徑都是0.13附近，這就需要光闌對準之前激光光進行限製，被限製的光一般俗稱外圍光或雜散光，而一旦外圍光（雜散光）功率過高，其實就是激光的全能量發散角太大，這時候極容易造成光闌燒毀；甚至由於(yu) 光闌邊緣的衍射作用，一部分雜散光會(hui) 照射到準直上，產(chan) 生嚴(yan) 重熱透效應，使得切割不穩定。

圖4展示了采用銳科標準後的光路示意圖，激光器完全通過光闌，雜散光或外圍光比例極小，使得切割係統處於(yu) 穩定狀態。

圖4 當全能量發散角在銳科標準內(nei) 可實現光闌高穩定工作

3、非線性標準

因為(wei) 市場對於(yu) 大幅麵、大厚度板材高效率加工需求的提高，激光器整機功率也隨之提高，同時傳(chuan) 輸光纜中傳(chuan) 能光纖纖芯減小，長度增大，這帶來的是非線性、受激拉曼散射的提高。如果激光器本身的SRS效應較高，它的穩定度也大幅度較低，換而言之，更容易受到環境，外光路的擾動。

我們(men) 根據實際經驗，針對高亮度激光器提出了屬於(yu) 銳科的標準，不論纖芯大小，光纜長度多少，激光器功率多高，都要求整機滿功率出光其SRS效應必須在30dB以上，避免激光器壽命短，易燒毀，長時間切割不穩定等問題。

非線性標準 by Raycus:

20kW—60kW，SRS效應：≥30dB @ 100%功率。

圖5 40kW 100μm 30m非線性光譜

4、標準獨立性

每一項標準都具有獨立性，不能因為(wei) 達到某一項標準，而妥協其他項標準。

部分友商因為(wei) 光纜長度的增加，妥協光束質量或者纖芯大小，導致應用工藝效果不同，工藝通用性大幅度減弱。

部分友商為(wei) 了維持小纖芯輸出，但合束能力有限，導致最終輸出M2超標或全能量發散角超標。

部分友商因為(wei) 光纜長度的增加，妥協非線性，導致係統高功率下穩定性大幅度降低，機器壽命大幅度降低，包括切割頭在內(nei) 的整個(ge) 光路係統隨時處於(yu) 崩潰狀態。

銳科出品的超高功率激光器，采用100μm—150μm輸出的20kW，30kW，40kW，我們(men) 不會(hui) 因為(wei) 光纜長度提高，功率提升，而妥協任何標準。

• 我們(men) 不做光纜在20m以下的產(chan) 品，過短的光纜，功率再高，對於(yu) 日益加大的板材毫無意義(yi) 。

• 銳科推出的20kW—60kW高品質激光器常規光纜配置長度為(wei) 20m—40m，可定製更長。

更高標準的實現，依托多年技術積累

銳科針對高亮度20kW—60kW 指定了嚴(yan) 苛的企標，為(wei) 了實現這個(ge) 標準，依靠了銳科多年的技術積累，並自2021年起實現一係列的技術突破，其中具體(ti) 包括了：

1、光束質量控製技術

優(you) 秀的合束和模塊性能，可維持小纖芯高光束質量輸出。銳科通過對模塊性能的提升、高光束質量功率合束器研製以及模式控製技術的研究，實現輸出光斑的勻化分布和光束質量BPP的精準控製。

圖6 光束質量控製前、後對比示意圖

2、全能量發散角主動控製技術（銳科內(nei) 部標號A, Active control of divergence）

我們(men) 通過開發出一種全能量發散角壓縮器，通過對纖芯光進行調製，實現輸出光全能量發散角的壓縮。

圖7 采用全能量發散角壓縮器前後發散角對比圖

圖 8 30kW激光器主動控製前後，超標（紅色）和合格（灰色）發散角對比

3、非線性抑製技術（銳科內(nei) 部標號S，Suppress of SRS）

拉曼抑製器，通過傾(qing) 斜布拉格光柵對模塊產(chan) 生的拉曼種子進行濾除，阻止拉曼種子在無源傳(chuan) 能部分中的放大，同時隔離傳(chuan) 能部分和外光路對模塊的拉曼反饋。

但是拉曼光柵目前也存在一定的問題，為(wei) 了實現深的濾除帶寬，需要大啁啾率和大的長度，此時要求刻寫(xie) 難度和成本大幅度提高，而增大濾除比，需要加大調整深度，這會(hui) 導致損耗增大，甚至影響光束質量。

因此銳科基於(yu) 以上弊端，采用了級聯傾(qing) 斜光柵，通過串聯2個(ge) 傾(qing) 斜光柵，實現較寬的濾除效果和較低的成本，從(cong) 而維持模塊較低的非線性。

圖9 雙柵級聯型拉曼抑製器

更高標準體(ti) 係，“造就”震撼應用效果

銳科激光60kW激光器自2023年推出以來，因其優(you) 異的切割優(you) 勢備受市場關(guan) 注。我們(men) 將60kW激光器與(yu) 40kW、30kW激光器空氣切割不鏽鋼不同厚度的切割速度進行對比，由圖10可知，60kW激光器在中厚板切割速度上相比其他二者具備非常明顯的優(you) 勢，尤其是50mm以上厚度的不鏽鋼板材。

圖10 60kW/40kW/30kW不鏽鋼切割速度對比

此外，我們(men) 到客戶加工工廠實拍了60kW激光器切割70mm/125mm超厚不鏽鋼的場景，讓大家能夠切身感受到切割現場的火花“璀璨”，效果尤為(wei) 震撼。

銳科激光

，讚

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60kW激光器厚板不鏽鋼切割效果實景展示

勇立潮頭樹標杆，超高功率激光器高質量發展

進入2023年後，銳科認為(wei) 工業(ye) 光纖激光器的發展不僅(jin) 僅(jin) 再是單純的功率的提高，畢竟銳科在2021年就完成了100kW激光器的研製。今後萬(wan) 瓦以上激光器的發展，應該是激光器素質的全麵提升。為(wei) 此，銳科激光始終致力於(yu) 激光器的技術突破和產(chan) 品創新，積極打造更高標準的質量體(ti) 係，為(wei) 全球客戶提供更高品質的光纖激光器產(chan) 品，並推動國產(chan) 激光器產(chan) 業(ye) 高質量發展。