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红光奖专栏

武汉光至科技有限公司
入围:光纤激光器创新贡献奖

来源:激光制造网2021-04-12

高亮度200W光纤MOPA脉冲激光器

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主要用途:

(1)薄片金属精密焊接,特别是铜材焊接;(2)模具精密清洗;(3)硬脆材料打孔和深雕;(4)动力电池清洗和极耳切割;(5)氧化铝亮面标记。

上市时间:2020年下半年推出,第一批产品服务近1年,已经在3C、动力电池和硬脆材料加工行业得到广泛应用。


技术参数

波长

1064nm

平均功率

200W


峰值功率

10kW

功率稳定性

< 3%


光束质量m2

< 1.4

重复频率

1kHz~4MHz


脉冲能量

1.5mJ

冷却方式

风冷


产品特点:

(1)优异的光束质量。采用电调制种子源加三级放大方案设计,优化末级功率放大器设计,将常规200W脉冲激光的光束质量从1.8提升到1.4以内,光斑圆度和亮度大为提高。

(2)快速的响应速度。采用全FPGA电控方案,不同参数的切换响应时间缩短到30μs,适应多种参数高速切换,工艺适应性更强。

(3)高功率稳定性。通过热分析和器件选型,优化整机散热,同时改善恒流驱动电路的稳定性,显著提高激光器的平均功率稳定性,稳态工作短时功率稳定性优于1%。

(4)首脉冲可调可用。对精密切割和标记类应用,可以自由调整首脉冲高度,保证首脉冲可用。


产品创新

光至科技研发技术团队由清华大学博士领衔,集合国内领先的光学、电路、软件、热控和工艺研发团队,从应用和客户需求出发,精心打磨产品。

针对常规国产高功率MOPA激光器光束质量差,稳定性和可靠性差的痛点,从第一性原理出发,重新设计整体光学、电控和热控设计方案,改进生产和测试工艺,保证稳定生产高亮度激光器产品。


本产品的创新点包括:(1)光学设计上将高功率连续激光器的模式控制方法引入到脉冲激光器,通过弯曲滤模和光谱滤模纯化输出光学模式,保证稳定的高亮度激光输出。(2)采用全FPGA软核控制方案,简化传统的FPGA加单片机方案,参数切换响应速度更快。


市场情况

高亮度高功率MOPA脉冲激光器的主要市场包括动力电池极耳切割,3C产品焊接和激光精密清洗等领域,除了激光清洗对模式要求较低外,其他应用主要由进口的IPG和SPI光源占据。整体市场规模一年约3000台,总值约4亿元,并且还在快速增长过程中。


光至科技的高亮度200W GMZ系列推出后,在多个细分领域经过客户的验证和认可,已经在3C焊接和动力电池领域得到了应用,累积出货超过200台。随着市场规模扩大和客户认可度的提高,后期有望逐步实现对进口产品的替代,并且在增量应用市场赢得更大的份额。


光至科技成立近三年来,始终坚持以客户和应用为导向,始终坚持从第一性原理出发提升激光器的性能和质量,以成为服务精密制造的先进光源供应商为目标,比GMZ系列性能更为先进的高功率脉冲光源已经在应用推广过程中。


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