近年來，激光加工市場需求增長顯著，固體(ti) 激光器以其脈寬窄，輸出能量大，峰值功率高及材料吸收好等特點，在精細微加工和特殊材料加工領域表現出色，受到市場廣泛的好評與(yu) 認可。

固體(ti) 激光在國防、加工、醫療和科學研究領域有著廣泛的用途，在工業(ye) 領域，除了傳(chuan) 統的激光打標、劃線、切割、鑽孔、材料去除、表麵處理及特殊材料加工等應用外，近年來增材製造、新型顯示、UV激光標識等新技術的發展進一步拓寬了固體(ti) 激光的應用領域。

圖1 華為(wei) Mate X手機

隨著華為(wei) Mate X 5G折疊手機的推出，創造性的柔性屏技術和更高速通信手段將引領手機市場的新風向，這或帶動固體(ti) 激光市場的進一步增長。5G手機的天線及玻璃後蓋需要采用精細的超短脈衝(chong) 激光進行加工。OLED（有機發光二極管）作為(wei) 一種新興(xing) 的柔性顯示技術，在製造過程中對精度要求非常高。超短脈衝(chong) 激光冷切割工藝采用非接觸式加工方式，以切割邊緣崩邊小、精度高，大幅提高了工件的良率及加工效率，成為(wei) OLED柔性屏加工的理想選擇。

固體(ti) 激光器是一種通過諧振腔與(yu) 摻雜晶體(ti) 將泵浦光能量轉換為(wei) 信號光的裝置，其中泵浦光主要由半導體(ti) 激光器提供。半導體(ti) 激光器是固體(ti) 激光器的核心器件之一。工業(ye) 固體(ti) 激光的摻雜晶體(ti) 大多摻雜稀土元素Nd3＋離子，常見的如Nd：YAG、Nd：YVO4等，其泵浦源多采用808nm波段或878nm波段的半導體(ti) 激光器。以Nd：YVO4為(wei) 例，其光譜吸收譜線如下圖所示：

圖2  Nd：YVO4晶體(ti) 的吸收曲線

Nd：YVO4在808nm波段具有較高的吸收係數與(yu) 較寬的吸收光譜，是目前應用最廣泛的泵浦波段。但是，808nm泵浦源存在約0.3nm／℃的溫度漂移係數。當工作環境溫度發生變化時，泵源的中心波長將產(chan) 生漂移，進而影響Nd：YVO4晶體(ti) 對泵浦光的吸收效率，降低固體(ti) 激光器的光光轉換效率和輸出光功率。因此，固體(ti) 激光器工作時需要對泵浦源進行TEC溫度控製，這是目前已經很成熟的應用方案。經長光華芯多家用戶反饋，泵浦源的中心波長控製在808±3nm即可實現大於(yu) 53％的光光轉換效率，滿足實際的使用需求。

Nd：YVO4在878.6nm波段的吸收係數較低且吸收譜寬較窄，但相比於(yu) 808nm波段泵浦，其量子效率更高，相同泵浦注入功率下，產(chan) 生的熱量將減少30％－50％，可有效降低高注入功率下的“熱效應”問題，獲得更好的光束質量和更高的輸出功率。但Nd：YVO4在878.6nm處吸收光譜較窄，即使采用TEC製冷的方式對泵源的波長進行控製，其光譜寬度仍無法保證晶體(ti) 的有效吸收轉換。所以，工業(ye) 固體(ti) 激光器在878.6nm波段一般選用波長鎖定的泵浦源產(chan) 品。泵源波長鎖定後，光譜寬度可以收窄到小於(yu) 1nm，同時中心波長基本不隨溫度變化，可以與(yu) 878.6nm波段的吸收峰實現最佳匹配。由於(yu) 878.6nm泵源需要波長鎖定，成本方麵要高於(yu) 808nm泵源。

圖3 長光華芯808nm／880nm光纖耦合模塊

長光華芯的高亮度808nm和878.6nm光纖耦合模塊，采用長光華芯量產(chan) 的超大光腔808nm和880nm單管芯片，並通過精密的光學封裝和嚴(yan) 苛的工藝過程控製，實現穩定可靠的光纖耦合輸出：

（1）808nm泵浦源產(chan) 品，400μm輸出光纖芯徑輸出功率25W－120W（如圖4，5），波長範圍控製在±3nm，光譜寬度（FWHM）＜3nm，經客戶實測光光轉換效率達到53％。

（2）878.6nm波長鎖定泵浦源產(chan) 品，400μm輸出光纖芯徑最高輸出140W（如圖6，7）。該產(chan) 品采用外腔波長鎖定技術，可達到全電流範圍波長鎖定，即使客戶實際在低電流調試時使用，依然能夠保證中心波長穩定在吸收峰內(nei) ，給調試和生產(chan) 帶來極大的便利性。鎖定後的波長溫度漂移係數＜0.02nm／℃，光譜全寬＜1nm。

另外，長光華芯采用與(yu) 工業(ye) 光纖激光器泵浦源相同的耦合模塊設計與(yu) 工藝，使生產(chan) 製造的固體(ti) 激光器泵浦源產(chan) 品在工業(ye) 環境中的可靠性同樣得以保證。

圖4 25W 400μm 808nm 光纖耦合模塊LIV與(yu) 光譜數據

圖5 120W 400μm 808nm 光纖耦合模塊LIV與(yu) 光譜數據

圖6 75W 400μm 878.6nm 光纖耦合模塊LIV與(yu) 光譜數據

圖7 110W 400μm 878.6nm 光纖耦合模塊LIV與(yu) 光譜數據

長光華芯用於(yu) 固體(ti) 激光器泵浦的光纖耦合模塊可實現近乎平頂分布的光束輸出（如圖8），平頂分布的泵源光束耦合到摻雜晶體(ti) 內(nei) 部時，泵源能量在截麵方向被晶體(ti) 均勻吸收。相比於(yu) 高斯光束光束能量集中在中心區域，平頂分布泵浦下晶體(ti) 內(nei) 的熱分布比較均勻，熱梯度較小，從(cong) 而降低固體(ti) 激光器的熱透鏡效應，改善固體(ti) 激光器的輸出光束質量，提高光光轉換效率。

圖 8 長光華芯878.6nm光纖耦合泵浦源輸出光束能量分布

長光華芯的808nm與(yu) 878.6nm光纖耦合固體(ti) 激光器泵浦源經過近兩(liang) 年在客戶處的使用示範驗證，產(chan) 品性能穩定可靠，光光轉換效率高，采用自主研發並量產(chan) 的單管芯片，波長控製優(you) 異，具有高性價(jia) 比的明顯優(you) 勢。