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    從上海工博會看光纖激光器發展趨勢

    當今的工業激光市場,追求高功率已成一個趨勢,不論是激光器制造商、激光設備廠商還是終端用戶,都在激光功率提高上呈現出競賽的勢頭。在剛結束的上海工博會上這一趨勢也非常明顯,近三成的激光企業都推出了一萬瓦以上的激光器或激光加工設備。除了萬瓦級的多模連續光纖激光器越來越火之外,OFweek激光網小編還有新的發現。

    從上海工博會看光纖激光器發展趨勢

    大家都知道,多模塊激光器是多個激光模塊輸出的光疊加合成的,在單模塊功率固定的情況下,要想輸出更高的功率,就需要更多的模塊,這會使激光器更加笨重,占用更多空間,合成難度也會更大。因此,在大功率激光成為應用熱點的背景下,提高單模激光器的功率也成為各激光器制造商的重點課題。實際上,單模激光器比多模激光器的優勢不僅體現在體積方面。據了解,與多模激光器相比,同等功率的單模激光器光電轉化率更高,切割效率更高,穩定性也更好。這對終端用戶而言,意味著占用更小的空間,付出更低的成本,收獲更高的產能,并減少維護等各項支出。對激光器制造商而言,單模激光器的制造成本也會更低。

    以2000W單模激光器為例,據業內人士透露,在1-3毫米薄板切割上,單模激光器的切割效率比多模激光器提高了30%-70%,而在厚板切割上則接近3000W多模激光器的切割效率。在光電轉換效率方面,單模激光器比多模高3%-5%,意味著能節省3%-5%的用電量。同時,由于單模激光器體積更小,用于散熱的水冷成本也將隨之降低。綜合性能與成本因素,在未來的某些加工領域,單模激光器有可能會取代多模激光器。

    在本次展會上,已有多家激光器廠商展出了2000W、3000W的單模光纖激光器,如銳科、創鑫、杰普特、凱普林等。據了解,創鑫激光推出的3000W單模塊光纖激光器實際功率已超過3000W達到4000W的級別,但更高的功率的輸出還不足夠穩定可靠,因此率先推出3000W單模塊連續光纖激光器。

    從上海工博會看光纖激光器發展趨勢

    實際上,單模激光器的功率提升的難度要比多模塊合成的激光器大的多。單模激光器功率提升有兩種方法,一種是增加泵源數量,另一種是增加單泵源功率。如果選擇種方案,會使模塊體積變大,整體成本較高,因此當前多數廠家會選擇第二種方案。早期單個泵源功率在100W-120W,目前已獲得較大提升,類似創鑫已實現300W泵源的量產。當然泵源只是一方面,要實現單模激光器功率提升還需要確保諧振腔能承受更大的功率,因此有源光纖和高低反光柵也需要進行相應的迭代升級。受限于光柵承受激光器功率的提升,有廠商采用MOPA放大的方式來減少光柵壓力,提升激光器的穩定性與可靠性,也有利于近一步提高單模激光器功率。

    單模激光器雖有優勢,但還不足以替代多模激光器,單模激光器也很難提高到多模激光器這么高的功率,有些應用還是更適合采用多模激光。但是單模激光器的發展也是有利于多模激光器,多模激光器積累的合成技術,在單模塊功率提高之后,可以快速實現更高功率的多模輸出。在這一方面,國外企業依然遙遙領先,IPG帶來了20000W多模連續激光器,通快本次也了10001W碟片激光器。國內企業的成長也非常迅速,銳科、創鑫等國內企業也已實現萬瓦級多模激光器的量產,在本次展會分別帶來了10000W和12000W的產品。而隨著單模激光器技術的提升與成熟,未來高功率激光器有望以更少的模塊、更小的體積出現在市面上。據了解,在發布高功率產品的同時,創鑫也更加重視布局單模塊產品,并計劃推出更加可靠更加穩定的4000W單模塊連續光纖激光器

    此外,激光清洗市場也逐漸開始火熱,越來越多的激光清洗設備出現在各家展臺上。激光清洗能快速清潔各種材料表面的各種類型的污染物,達到常規清洗無法達到的清潔度,同時也不會對材料表面造成任何損傷,操作也更便捷。激光清洗多數采用脈沖激光器作為光源,目前市場上此類激光器的單脈沖能量多為30mJ,但還存在較大空間,創鑫等激光器廠商正致力于實現50mJ的單脈沖能量輸出,更高的功率與脈沖能量將會使得激光清洗的速度更快和適應范圍更加廣。

    從上海工博會看光纖激光器發展趨勢

    綜合本次工博會來看,光纖激光器依然在朝著更高功率的方向發展:一方面是超過萬瓦的多模連續激光器被更多的設備廠商采用;另一方面單模連續激光器的功率也在不斷提高,競爭力不斷加強。同時,脈沖激光器的功率也在提高應用市場也不斷擴容,未來前景廣闊。

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