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紅光獎專欄

北京凱普林光電科技股份有限公司
入圍:工業激光器創新貢獻獎

來源:激光制造網2021-04-07


圖片1.png

1000W-330μm芯徑高亮度藍光激光器


主要用途:

藍光激光器因其高金屬吸收率的優勢,在加工過程中飛濺熔池穩定,成型工件無氣孔表面光滑,因此可以廣泛應用于高反金屬材料加工領域,例如銅金銀不銹鋼等金屬材料的3C電子領域加工、電動汽車鋰電池焊接、復合焊接等。另外,藍光激光器還可用于塑料,木材等材料處理、激光顯示、醫療科研等領域。


推出時間:2021年1月


技術參數

波長

450nm

平均功率

1000W


峰值功率

1000W

光纖芯徑

330μm


光束質量BPP

36.3mm*mrad

調制頻率

1-5KHz


脈沖能量

-

冷卻方式

水冷


產品特點:

大量的實驗數據表明,與紅外激光加工效果對比,高功率藍光激光器不僅在焊接和熔覆過程中幾乎不引入的氣孔和飛濺,而且大大降低了對光源功率的要求,因此在高反金屬材料加工領域,藍光激光器凸顯出了其絕對優勢。


項目技術團隊核心成員:

任德倫(天津大學,碩士)、宋維偉(天津理工大學,碩士)、陳蓉(比利時魯汶大學,碩士)、金東臣(北京工業大學,博士)、向紹維(華北電力大學,本科)??


技術來源:

完全的自主知識產權,已經發表SPIE論文,并提交發明專利申請。


產品創新點:

?(1)創造性對450芯片采用多次燒結的方式,在保證芯片壽命的前提下,使其具備便于光學集成的條件;涉及到燒結設備,燒結工藝,燒結夾具,燒結結果評價方案等多方面的開發和驗證。(2)為了達到設計功率,采用獨特的光路設計方案,采用空間合束,偏振合束相結合的光路設計方案,并結合熱沉設計,達到高封閉性,高散熱效率,高耦合效率的光學設計整體方案。基于單管的“多單管”半導體激光合束技術,將多路分立的半導體激光器發出的光束經過整形、重新排列、空間合束后耦合進入單根光纖,組合了多種光束整形技術的光路設計簡化了機械結構的復雜性,減小了組件的體積,大大提高了半導體激光器輸出的亮度。基于凱普林在半導體激光器耦合封裝領域多年的技術積累,設計開發高亮度泵源合束輸出基于330μm的1000W藍光系統,實現了國內領先,國際一流的光束質量。


市場情況:

近年來,激光光源市場已經有千瓦級藍光半導體激光器產品,如:德國公司Laserline基于半導體疊陣空間光整形技術實現了2000W 600μm NA0.22,及800W 400μm NA0.22 的光纖耦合輸出。美國公司NUBURU基于VBG密集光譜合束實現了1500W 105μm NA0.22光纖耦合輸出。國內聯贏也推出了1000W 800μm NA0.22的藍光激光器。為了滿足國內外客戶對高性價比,高功率高亮度,高可靠性及功率穩定性藍光產品的需求,凱普林于2021年1月成功推出了藍光1000W 330μm NA0.22 產品,填補了市場空白。


市場規模:

本項目屬于材料加工,對于全球激光產業,下游的材料加工產業中占比最大的依然是激光切割和激光焊接,再次推動了全球激光設備需求的増長。在汽車領域,尤其是新能源汽車的高速發展拉動了激光焊接系統的需求。2018年全球激光器應用領域中,材料加工及光刻、通訊及存儲分別為61.6億美元和38.2億美元,分別占比44.8%及27.8%;其余應用領域中科研與軍事占比9.3%,醫療與美容市場占比7.5%,儀器與傳感器占比7.4%,娛樂、顯示及打印市場占比3.2%。

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