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大族激光:突破多項關鍵技術,500W高功率脈寬可調光纖激光器

fun88网页下载 來源:大族激光2023-08-09 我要評論(0 )   

光纖激光器作為(wei) 激光物理研究的一個(ge) 熱門,被一致認為(wei) 是全麵替代固體(ti) 激光器的新一代產(chan) 品。光纖激光器有很多獨特優(you) 點,比如:激光閾值低、高增益、可調諧參數多、寬吸收和...

光纖激光器作為(wei) 激光物理研究的一個(ge) 熱門,被一致認為(wei) 是全麵替代固體(ti) 激光器的新一代產(chan) 品。光纖激光器有很多獨特優(you) 點,比如:激光閾值低、高增益、可調諧參數多、寬吸收和輻射、兼容性強、體(ti) 積小等。進入2000年以後,作為(wei) 光纖激光器分支之一的脈衝(chong) 光纖激光器開始在工業(ye) 加工領域嶄露頭角,因其超高峰值功率,很快便占領打標市場。20年內(nei) ,脈衝(chong) 光纖激光器功率從(cong) 最開始的數十瓦提升至百瓦,隨著市場發展其用途也越來越廣泛,應用場景涵蓋打標、切割、焊接、清洗等領域。

光纖製作和半導體(ti) 激光技術越來越成熟,脈衝(chong) 光纖激光器也飛速發展,幾十瓦平均功率已很難滿足當下實際應用,不少行業(ye) 普遍要求平均功率需達到200W以上。大族激光研發的500W高功率脈寬可調光纖激光器,在金屬標記、切割、清洗、鋰電池等行業(ye) 都有較大優(you) 勢,市場需求也在不斷加大。

突破關(guan) 鍵技術壁壘

新能源行業加速發展,激光加工作為一種相對環保的加工方式,正逐漸取代傳統機械、化學加工等,同時也在不斷追求做到高效、快速、低碳。

高功率脈衝(chong) 光纖激光器產(chan) 業(ye) 鏈的關(guan) 鍵環節和技術難點在於(yu) 光纖和電子電氣技術,光纖技術主要是增益光纖的製備、耦合技術、泵浦技術和MOPA技術的實現。所采用的MOPA主振蕩放大技術,實現激光頻率、脈衝(chong) 寬度、峰值功率可調,三者還可自由組合成多波形的激光輸出,滿足客戶不同應用領域需求。

通過多方調研和反複試驗,不論是在技術還是在加工效率及穩定性等方麵,500W高功率脈寬可調光纖激光器在行業(ye) 內(nei) 已達國內(nei) 領先甚至國際先進水平,且諸多關(guan) 鍵性技術已實現較大突破,不僅(jin) 為(wei) 激光加工行業(ye) 提供更先進應用技術,有效打破國外高功率脈衝(chong) 光纖激光領域的壟斷局麵,進而提高企業(ye) 及自身產(chan) 品在業(ye) 內(nei) 的綜合競爭(zheng) 力。

技術與(yu) 創新點

-無光子暗化現象,光光轉換效率高;

-優(you) 化種子源輸出信號,種子源驅動電流精度和輸出頻率分別提高4倍;

-通過控製種子源輸入電流的波形寬度,從(cong) 20-240ns變化,重複頻率可達3MHz;

-種子源波形的上升沿和下降沿速度提高50%以上,輸出脈衝(chong) 寬度更精準;

-通過激光技術控製,解決(jue) 首點弱、拖尾現象,工藝效果更佳;

-高功率輸出,同時光束質量好


▲波形圖


共輸出7個(ge) 脈衝(chong) 波形,脈寬20-500ns(半寬20-240ns),重複頻率範圍為(wei) 1~3000kHz,峰值功率在7~12kW範圍內(nei) 。


▲光束質量M²:1.2~1.8


攻克研發重難點
大族激光完全自主研製出了高功率光纖耦合技術:將泵浦光和信號光高效耦合入同一根光纖中,針對所選用的增益光纖的相關參數,調整耦合技術的各項指標,實現泵浦光到信號光的完美轉換。

自製光纖耦合技術采用了一套獨特的拉錐工藝技術,通過內(nei) 部工藝控製對激光器光束質量進行全新優(you) 化,同時提高激光器光光轉換效率,且通過合理封裝技術有效解決(jue) 高功率產(chan) 生的發熱問題。耦合器是激光器中最常用部件,專(zhuan) 用於(yu) 光纖激光器放大領域,將多個(ge) 泵浦能量和一個(ge) 信號能量合成進入雙包層光纖,實現泵浦能量和信號能量共同在輸出光纖中傳(chuan) 輸。

此款激光器由泵浦源、增益介質、諧振腔三個(ge) 基本要素組成,是采用MOPA技術--光纖放大器的基礎上開發出來。在泵浦光的作用下,光纖內(nei) 極易形成高功率密度,造成激光工作物質的激光能級“粒子數反轉”,適當加入正反饋回路,構成諧振腔,便可形成激光振蕩輸出。


市場發展前景廣闊
500W高功率脈寬可調光纖激光器采用水冷散熱的方式,散熱效果較好,對使用環境溫度的要求也不高,使用起來非常便捷。

低功率打標已不能滿足市場全新需求,其作為(wei) 切入口以突破過往的技術瓶頸,慢慢積累客戶,開拓更廣的應用市場。除激光打標外,激光焊接、清洗市場也等待著高功率激光器這一利器來突破,尤其是激光清洗市場,隨著環保意識的提升和低碳、綠色工業(ye) 發展的號召,推動傳(chuan) 統化工方式向激光清洗快速轉變。

500W高功率脈寬可調光纖激光器在高速打標應用中優(you) 勢會(hui) 更為(wei) 突出,重點用在用於(yu) 鋰電池極耳切割和電池極片清洗上。新能源汽車作為(wei) 未來主流,近年發展迅速,鋰電池作為(wei) 新能源汽車的核心部件之一,市場需求量大,越來越多汽車製造商選擇使用更高功率的脈衝(chong) 激光作為(wei) 鋰電池極耳切割和極片清洗的設備,以達到大規模、高效率、低成本製造目的。

應用領域
-動力電池正負極耳切割

-動力電池正負極片清洗

-金屬材料切割、鑽孔

-激光去漆、去鍍層、清洗、除鏽

-金屬薄片材料微焊接

-金屬材料深雕加工

基於(yu) 當下市場及用戶多樣化等需求,目前脈衝(chong) 光纖產(chan) 品中心已成功研發出500W 50mJ大功率大單點能量激光器,並且正積極推進一個(ge) 平均功率高達1000W的研發項目。未來,脈衝(chong) 光纖產(chan) 品中心將往輕量化、高功率、大能量、集成化等方向發展,同時在應用層麵讓產(chan) 品充分發揮價(jia) 值,輔助下遊設備商開發新工藝,進一步擴展產(chan) 品應用領域,為(wei) 客戶提供卓越解決(jue) 方案。


技術參數

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