與普通光源相比,激光具備高亮度、高方向性等優(yōu)異特性,已經(jīng)成為一種新的技術(shù)和手段,廣泛應(yīng)用到通信、工業(yè)加工、軍事武器、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域。
激光器是產(chǎn)生、輸出激光的裝置,按照激光工作物質(zhì)類別的不同,可將激光器分為氣體激光器、液體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器等;按照波長的不同,一般可以將分為紅外激光器、可見光激光器和紫外激光器;按照脈沖寬度的不同,可分為毫秒激光器(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。
以皮秒與飛秒激光器為代表的超快激光器具有極短的激光脈沖(脈沖持續(xù)時(shí)間只有幾個(gè)皮秒或飛秒)和極高的峰值功率的特點(diǎn),用于材料加工具有獨(dú)特的超精細(xì)、無熱影響等優(yōu)異性能。
加工的“超精細(xì)”——超快激光能夠聚焦到超細(xì)微空間區(qū)域,同時(shí)具有極高峰值功率和極短的激光脈沖,加工時(shí)切面整齊、無熱擴(kuò)散、無微裂紋及冶金缺陷,加工過程中不會(huì)對(duì)所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響,從而做到了加工的超精細(xì)。
加工的“無熱影響”——脈沖持續(xù)時(shí)間大于10ps的傳統(tǒng)激光,與材料作用時(shí),熱過程將起到主要作用。脈沖持續(xù)時(shí)間小于10ps的超快激光,由于脈沖持續(xù)時(shí)間只有皮秒、飛秒量級(jí),遠(yuǎn)小于材料中受激電子通過轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等形式的能量釋放時(shí)間,能量來不及釋放該脈沖已經(jīng)結(jié)束,避免了能量的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)化以及熱量的存在和熱擴(kuò)散,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的激光“冷”加工。
超快激光的工業(yè)應(yīng)用非常廣泛,隨著消費(fèi)電子、新型顯示、生物醫(yī)療、3D打印、高端裝備等新應(yīng)用的發(fā)展,對(duì)于激光加工精細(xì)度要求越來越高,超快激光已經(jīng)成為精密加工的重要方向。國內(nèi)外激光企業(yè)紛紛布局激光器/超快激光設(shè)備市場(chǎng)。在核心超快激光器市場(chǎng),目前基本上是外國公司占主導(dǎo),以相干,光譜物理、通快、NKT、EKSPLA、Lihgt Conwersion、lumentum、EdgeWave、AMPlitude等公司為代表。大族激光、華日激光、安揚(yáng)激光、虹拓新科技、盛雄激光、貝林激光、卓鐳激光等國內(nèi)企業(yè)正大力推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,在超快激光設(shè)備、激光精密加工、激光器技術(shù)的研發(fā)、技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)取得快速發(fā)展。
大族激光
大族激光致力于攻克皮秒/飛秒激光器國產(chǎn)化技術(shù)。2015年大族激光較大功率皮秒激光器項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了從研發(fā)樣機(jī)到批量生產(chǎn)的重大突破,成功應(yīng)用于LED 、藍(lán)寶石切割。2016年Draco系列皮秒激光器實(shí)現(xiàn)規(guī)模銷售,作為新一代核心光源打破國外壟斷,在LED晶圓、藍(lán)寶石、玻璃脆性材料切割領(lǐng)域基本替代進(jìn)口。
面向新興應(yīng)用領(lǐng)域,大族激光具備核心激光器產(chǎn)品和自動(dòng)化設(shè)備整合能力,快速跟進(jìn)并占領(lǐng)市場(chǎng),公司超快激光設(shè)備已經(jīng)成功應(yīng)用于OLED產(chǎn)品外形切割、線路修復(fù)、蓋板成形、3D玻璃外形切割與表面掃光、動(dòng)力電池涂布及激光焊接等,并取得較好成績。公司自主研發(fā)的皮秒激光器已經(jīng)為蘋果供貨,隨著國產(chǎn)手機(jī)對(duì)玻璃、陶瓷蓋板和后蓋跟進(jìn),皮秒紫外激光器將持續(xù)放量。
大族激光核心小功率超快激光器實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和應(yīng)用,大功率超快激光器自主研發(fā)也在穩(wěn)步推進(jìn),產(chǎn)基地已啟動(dòng)建設(shè),處于整機(jī)測(cè)試階段,效果達(dá)國際先進(jìn)水平,預(yù)計(jì)到2018年開始量產(chǎn)自研的1kw的光纖激光器和激光加工設(shè)備。
華日激光
華日精密激光是華工科技旗下的一家先進(jìn)固體激光器制造商在我國超快激光產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、國產(chǎn)化進(jìn)程中起到了重要作用的。
2009年華日激光引入美國技術(shù)團(tuán)隊(duì),發(fā)展固體激光器端面泵浦及倍頻技術(shù),成功研發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)工業(yè)應(yīng)用性能穩(wěn)定的紫外固體激光器,后期陸續(xù)完成紅外、綠光、紫外等多波段全固態(tài)激光器產(chǎn)品的研發(fā);2014年收購Attodyne公司發(fā)展超快激光器技術(shù);2015年成功推出工業(yè)用10-50W皮秒超快激光器,并迅速搶占市場(chǎng),產(chǎn)能達(dá)到每月100臺(tái);2016年將承擔(dān)了國家科技部重點(diǎn)項(xiàng)目“工業(yè)級(jí)皮秒/飛秒激光器關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化”,重點(diǎn)發(fā)展皮秒/飛秒激光技術(shù)。
2017年華日激光已研制出飛秒激光器種子源,其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了10W飛秒激光器的原理樣機(jī),即將推出40W飛秒激光器。
華日激光超快激光器產(chǎn)品主要應(yīng)用于金屬及非金屬材料精細(xì)標(biāo)記加工、LED芯片及FPCB/PCB等的加工、3D打印、ITO膜刻蝕PCB/FPCB的切割與分板、陶瓷材料打孔與劃片、玻璃/藍(lán)寶石/晶圓切割、LED襯底晶圓劃線、陽極鋁打黑等領(lǐng)域。
安揚(yáng)激光
安揚(yáng)激光歷經(jīng)7年,成功研發(fā)并已推出成熟可用的皮秒、飛秒脈沖光纖激光器和超連續(xù)譜激光器等系列工業(yè)超快激光器產(chǎn)品。安揚(yáng)激光掌握了超快光纖激光器的核心技術(shù),自行研發(fā)了90% 以上的核心器件或者模塊,擁有核心的專利,核心器件和技術(shù)不依賴于進(jìn)口。安揚(yáng)激光有特種光纖設(shè)計(jì)生產(chǎn)團(tuán)隊(duì),具備自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)特種光纖的能力。同時(shí),安揚(yáng)激光有自建光纖拉絲塔,目前設(shè)計(jì)生產(chǎn)了40余種各種用途的特殊光纖,控制了光纖激光器產(chǎn)業(yè)鏈的上游,徹底擺脫西方公司對(duì)光纖激光器產(chǎn)業(yè)鏈的控制,保證了供應(yīng)鏈的自主與安全。
目前安揚(yáng)公司超快激光設(shè)備已成熟應(yīng)用于手機(jī)全面屏切割、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、不銹鋼打孔、線路板打盲孔等領(lǐng)域。
貝林激光
貝林激光是國內(nèi)最早從事激光器研發(fā)的公司之一,通過多年研究于2012年成功研制第一臺(tái)皮秒激光器,后續(xù)推出多款皮秒激光器、紫外固體激光器、納秒綠光激光器。皮秒激光器產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于LED晶圓切割、玻璃切割、指紋膜組切割等精細(xì)加工領(lǐng)域。超快激光產(chǎn)品定位于精細(xì)加工領(lǐng)域:納秒激光器較多用于精細(xì)打標(biāo),主要是在3C產(chǎn)品的外殼和內(nèi)部元器件上;皮秒激光器較多是應(yīng)用于一些高精度要求的特殊材料精細(xì)加工,像LED晶圓、玻璃、陶瓷等材料的精細(xì)加工。到2016年底,貝林激光累計(jì)出貨皮秒激光器600臺(tái)。
在技術(shù)方面,貝林激光已經(jīng)取得一系列獨(dú)特的自有技術(shù)及專利技術(shù):納秒激光器方面,有先進(jìn)的諧振腔設(shè)計(jì)和激光控制技術(shù),確保激光器能在高功率運(yùn)轉(zhuǎn)下獲得優(yōu)秀的光束質(zhì)量和較窄的激光脈寬,特殊的腔內(nèi)熱補(bǔ)償技術(shù)及諧波轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的倍頻轉(zhuǎn)換。皮秒激光器方面,有自主開發(fā)的光纖種子源技術(shù)和獨(dú)特的放大器技術(shù)。
2017年德龍激光將激光器業(yè)務(wù)并入全資子公司蘇州貝林激光有限公司。德龍激光是一個(gè)激光設(shè)備集成商,和激光器市場(chǎng)有很大的區(qū)別,將激光器業(yè)務(wù)并入貝林激光,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整合重組,達(dá)到資源的優(yōu)化配置。這一舉措將豐富貝林激光產(chǎn)品線,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,獲得更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),加速推動(dòng)貝林激光企業(yè)發(fā)展。
卓鐳激光
2015年,卓鐳激光和中科院建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,中科院將為卓鐳激光提供持續(xù)的技術(shù)支持與發(fā)展動(dòng)力。公司成功研發(fā)高功率、低功率的皮秒激光器后,于2017年還開發(fā)出了GRAVER系列的30瓦的綠光納秒激光器,這款全新激光器最主要的特點(diǎn)是脈寬比較窄,同時(shí)功率比較高。
用于精密微加工的工業(yè)級(jí)高功率皮秒激光器和用于材料改性的大能量納秒脈沖激光器均達(dá)到國內(nèi)頂尖水準(zhǔn)。醫(yī)療領(lǐng)域開發(fā)了醫(yī)療美容專用的皮秒激光器。并已廣泛用于玻璃切割、金屬微加工、激光沖擊強(qiáng)化等領(lǐng)域。
盛雄激光
盛雄激光是國內(nèi)生產(chǎn)激光設(shè)備的龍頭企業(yè),公司激光業(yè)務(wù)線從金屬材料的激光加工設(shè)備延伸至電子消費(fèi)產(chǎn)業(yè)的非金屬材料激光加工裝備和汽車產(chǎn)業(yè)激光系統(tǒng)集成設(shè)備,形成技術(shù)協(xié)同效應(yīng),有效擴(kuò)大在工業(yè)級(jí)激光裝備市場(chǎng)的占有率,實(shí)現(xiàn)外延式戰(zhàn)略布局。盛雄激光目前未涉及激光器的研發(fā)和生產(chǎn),公司專注精密激光打標(biāo)和微鉆孔切割領(lǐng)域,主要做超快激光設(shè)備系統(tǒng)集成,核心激光器件依賴德國進(jìn)口。
盛雄激光是超快激光設(shè)備的龍頭企業(yè),利用自主的控制系統(tǒng)技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)了皮秒激光設(shè)備國產(chǎn)化。公司2011年投入資源進(jìn)行精密激光微細(xì)加工技術(shù)的研發(fā)和儲(chǔ)備,并開始布局手機(jī)觸摸屏行業(yè)sensor的ITO膜及銀漿電路激光蝕刻加工市場(chǎng),后期取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展。公司精密激光微細(xì)加工技術(shù)主要聚焦于消費(fèi)類電子產(chǎn)業(yè),比如手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)智能終端的一些關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)件的加工領(lǐng)域。先后推出ITO膜激光蝕刻機(jī)、LED的陶瓷基板的激光劃片機(jī)、HDI(高密度互連)線路板的高速激光鉆孔機(jī)等皮秒激光設(shè)備,并獲得非常好的市場(chǎng)推廣效果。盛雄激光在皮秒/飛秒激光器領(lǐng)域處于絕對(duì)領(lǐng)先地位,技術(shù)儲(chǔ)備和市場(chǎng)占有率遠(yuǎn)超其他公司,非蘋果產(chǎn)品加工市場(chǎng)占有率達(dá) 90%,推動(dòng)中國皮秒激光設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)為主的格局。
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