與(yu) 普通光源相比,激光具備高亮度、高方向性等優(you) 異特性,已經成為(wei) 一種新的技術和手段,廣泛應用到通信、工業(ye) 加工、軍(jun) 事武器、醫療等諸多領域。
激光器是產(chan) 生、輸出激光的裝置,按照激光工作物質類別的不同,可將激光器分為(wei) 氣體(ti) 激光器、液體(ti) 激光器、固體(ti) 激光器、半導體(ti) 激光器等;按照波長的不同,一般可以將分為(wei) 紅外激光器、可見光激光器和紫外激光器;按照脈衝(chong) 寬度的不同,可分為(wei) 毫秒激光器(10-3秒)、微秒激光器(10-6秒)、納秒激光器(10-9秒)、皮秒激光器(10-12秒)、飛秒激光器(10-15秒);按照輸出功率的不同,可分為(wei) 高功率激光器(1000W以上)、中功率激光器(100W-1000W)、低功率激光器(100W以下)等。
以皮秒與(yu) 飛秒激光器為(wei) 代表的超快激光器具有極短的激光脈衝(chong) (脈衝(chong) 持續時間隻有幾個(ge) 皮秒或飛秒)和極高的峰值功率的特點,用於(yu) 材料加工具有獨特的超精細、無熱影響等優(you) 異性能。
加工的“超精細”——超快激光能夠聚焦到超細微空間區域,同時具有極高峰值功率和極短的激光脈衝(chong) ,加工時切麵整齊、無熱擴散、無微裂紋及冶金缺陷,加工過程中不會(hui) 對所涉及的空間範圍的周圍材料造成影響,從(cong) 而做到了加工的超精細。
加工的“無熱影響”——脈衝(chong) 持續時間大於(yu) 10ps的傳(chuan) 統激光,與(yu) 材料作用時,熱過程將起到主要作用。脈衝(chong) 持續時間小於(yu) 10ps的超快激光,由於(yu) 脈衝(chong) 持續時間隻有皮秒、飛秒量級,遠小於(yu) 材料中受激電子通過轉移轉化等形式的能量釋放時間,能量來不及釋放該脈衝(chong) 已經結束,避免了能量的轉移,轉化以及熱量的存在和熱擴散,實現了真正意義(yi) 上的激光“冷”加工。
超快激光的工業(ye) 應用非常廣泛,隨著消費電子、新型顯示、生物醫療、3D打印、高端裝備等新應用的發展,對於(yu) 激光加工精細度要求越來越高,超快激光已經成為(wei) 精密加工的重要方向。國內(nei) 外激光企業(ye) 紛紛布局激光器/超快激光設備市場。在核心超快激光器市場,目前基本上是外國公司占主導,以相幹,光譜物理、通快、NKT、EKSPLA、Lihgt Conwersion、lumentum、EdgeWave、AMPlitude等公司為(wei) 代表。大族激光、華日激光、安揚激光、虹拓新科技、盛雄激光、貝林激光、卓鐳激光等國內(nei) 企業(ye) 正大力推進技術產(chan) 業(ye) 化,在超快激光設備、激光精密加工、激光器技術的研發、技術應用和產(chan) 品生產(chan) 等產(chan) 業(ye) 環節取得快速發展。
大族激光
大族激光致力於(yu) 攻克皮秒/飛秒激光器國產(chan) 化技術。2015年大族激光較大功率皮秒激光器項目實現了從(cong) 研發樣機到批量生產(chan) 的重大突破,成功應用於(yu) LED 、藍寶石切割。2016年Draco係列皮秒激光器實現規模銷售,作為(wei) 新一代核心光源打破國外壟斷,在LED晶圓、藍寶石、玻璃脆性材料切割領域基本替代進口。
麵向新興(xing) 應用領域,大族激光具備核心激光器產(chan) 品和自動化設備整合能力,快速跟進並占領市場,公司超快激光設備已經成功應用於(yu) OLED產(chan) 品外形切割、線路修複、蓋板成形、3D玻璃外形切割與(yu) 表麵掃光、動力電池塗布及激光焊接等,並取得較好成績。公司自主研發的皮秒激光器已經為(wei) 蘋果供貨,隨著國產(chan) 手機對玻璃、陶瓷蓋板和後蓋跟進,皮秒紫外激光器將持續放量。
大族激光核心小功率超快激光器實現量產(chan) 和應用,大功率超快激光器自主研發也在穩步推進,產(chan) 基地已啟動建設,處於(yu) 整機測試階段,效果達國際先進水平,預計到2018年開始量產(chan) 自研的1kw的光纖激光器和激光加工設備。
華日激光
華日精密激光是華工科技旗下的一家先進固體(ti) 激光器製造商在我國超快激光產(chan) 業(ye) 實現產(chan) 業(ye) 化、國產(chan) 化進程中起到了重要作用的。
2009年華日激光引入美國技術團隊,發展固體(ti) 激光器端麵泵浦及倍頻技術,成功研發了國內(nei) 首台工業(ye) 應用性能穩定的紫外固體(ti) 激光器,後期陸續完成紅外、綠光、紫外等多波段全固態激光器產(chan) 品的研發;2014年收購Attodyne公司發展超快激光器技術;2015年成功推出工業(ye) 用10-50W皮秒超快激光器,並迅速搶占市場,產(chan) 能達到每月100台;2016年將承擔了國家科技部重點項目“工業(ye) 級皮秒/飛秒激光器關(guan) 鍵技術研究及產(chan) 業(ye) 化”,重點發展皮秒/飛秒激光技術。
2017年華日激光已研製出飛秒激光器種子源,其團隊已經完成了10W飛秒激光器的原理樣機,即將推出40W飛秒激光器。
華日激光超快激光器產(chan) 品主要應用於(yu) 金屬及非金屬材料精細標記加工、LED芯片及FPCB/PCB等的加工、3D打印、ITO膜刻蝕PCB/FPCB的切割與(yu) 分板、陶瓷材料打孔與(yu) 劃片、玻璃/藍寶石/晶圓切割、LED襯底晶圓劃線、陽極鋁打黑等領域。
安揚激光
安揚激光曆經7年,成功研發並已推出成熟可用的皮秒、飛秒脈衝(chong) 光纖激光器和超連續譜激光器等係列工業(ye) 超快激光器產(chan) 品。安揚激光掌握了超快光纖激光器的核心技術,自行研發了90% 以上的核心器件或者模塊,擁有核心的專(zhuan) 利,核心器件和技術不依賴於(yu) 進口。安揚激光有特種光纖設計生產(chan) 團隊,具備自行設計和生產(chan) 特種光纖的能力。同時,安揚激光有自建光纖拉絲(si) 塔,目前設計生產(chan) 了40餘(yu) 種各種用途的特殊光纖,控製了光纖激光器產(chan) 業(ye) 鏈的上遊,徹底擺脫西方公司對光纖激光器產(chan) 業(ye) 鏈的控製,保證了供應鏈的自主與(yu) 安全。
目前安揚公司超快激光設備已成熟應用於(yu) 手機全麵屏切割、玻璃切割、OLED PET膜切割、金剛石切割、玻璃焊接、玻璃振鏡消融、FPC PI覆蓋膜、PERC太陽能電池、不鏽鋼打孔、線路板打盲孔等領域。
貝林激光
貝林激光是國內(nei) 最早從(cong) 事激光器研發的公司之一,通過多年研究於(yu) 2012年成功研製第一台皮秒激光器,後續推出多款皮秒激光器、紫外固體(ti) 激光器、納秒綠光激光器。皮秒激光器產(chan) 品廣泛應用於(yu) LED晶圓切割、玻璃切割、指紋膜組切割等精細加工領域。超快激光產(chan) 品定位於(yu) 精細加工領域:納秒激光器較多用於(yu) 精細打標,主要是在3C產(chan) 品的外殼和內(nei) 部元器件上;皮秒激光器較多是應用於(yu) 一些高精度要求的特殊材料精細加工,像LED晶圓、玻璃、陶瓷等材料的精細加工。到2016年底,貝林激光累計出貨皮秒激光器600台。
在技術方麵,貝林激光已經取得一係列獨特的自有技術及專(zhuan) 利技術:納秒激光器方麵,有先進的諧振腔設計和激光控製技術,確保激光器能在高功率運轉下獲得優(you) 秀的光束質量和較窄的激光脈寬,特殊的腔內(nei) 熱補償(chang) 技術及諧波轉換技術實現高效穩定的倍頻轉換。皮秒激光器方麵,有自主開發的光纖種子源技術和獨特的放大器技術。
2017年德龍激光將激光器業(ye) 務並入全資子公司蘇州貝林激光有限公司。德龍激光是一個(ge) 激光設備集成商,和激光器市場有很大的區別,將激光器業(ye) 務並入貝林激光,實現業(ye) 務整合重組,達到資源的優(you) 化配置。這一舉(ju) 措將豐(feng) 富貝林激光產(chan) 品線,延伸產(chan) 業(ye) 鏈,獲得更強的競爭(zheng) 優(you) 勢,加速推動貝林激光企業(ye) 發展。
卓鐳激光
2015年,卓鐳激光和中科院建立戰略合作關(guan) 係,中科院將為(wei) 卓鐳激光提供持續的技術支持與(yu) 發展動力。公司成功研發高功率、低功率的皮秒激光器後,於(yu) 2017年還開發出了GRAVER係列的30瓦的綠光納秒激光器,這款全新激光器最主要的特點是脈寬比較窄,同時功率比較高。
用於(yu) 精密微加工的工業(ye) 級高功率皮秒激光器和用於(yu) 材料改性的大能量納秒脈衝(chong) 激光器均達到國內(nei) 頂尖水準。醫療領域開發了醫療美容專(zhuan) 用的皮秒激光器。並已廣泛用於(yu) 玻璃切割、金屬微加工、激光衝(chong) 擊強化等領域。
盛雄激光
盛雄激光是國內(nei) 生產(chan) 激光設備的龍頭企業(ye) ,公司激光業(ye) 務線從(cong) 金屬材料的激光加工設備延伸至電子消費產(chan) 業(ye) 的非金屬材料激光加工裝備和汽車產(chan) 業(ye) 激光係統集成設備,形成技術協同效應,有效擴大在工業(ye) 級激光裝備市場的占有率,實現外延式戰略布局。盛雄激光目前未涉及激光器的研發和生產(chan) ,公司專(zhuan) 注精密激光打標和微鑽孔切割領域,主要做超快激光設備係統集成,核心激光器件依賴德國進口。
盛雄激光是超快激光設備的龍頭企業(ye) ,利用自主的控製係統技術,成功實現了皮秒激光設備國產(chan) 化。公司2011年投入資源進行精密激光微細加工技術的研發和儲(chu) 備,並開始布局手機觸摸屏行業(ye) sensor的ITO膜及銀漿電路激光蝕刻加工市場,後期取得了長足的進步和發展。公司精密激光微細加工技術主要聚焦於(yu) 消費類電子產(chan) 業(ye) ,比如手機、平板電腦等移動智能終端的一些關(guan) 鍵零部件結構件的加工領域。先後推出ITO膜激光蝕刻機、LED的陶瓷基板的激光劃片機、HDI(高密度互連)線路板的高速激光鑽孔機等皮秒激光設備,並獲得非常好的市場推廣效果。盛雄激光在皮秒/飛秒激光器領域處於(yu) 絕對領先地位,技術儲(chu) 備和市場占有率遠超其他公司,非蘋果產(chan) 品加工市場占有率達 90%,推動中國皮秒激光設備實現了國產(chan) 為(wei) 主的格局。
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