超快激光漸成氣候 國內企業(yè)布局之路
激光(Laser)是指物質受激輻射而產(chǎn)生的光,激光具有良好的單色性、相干性和方向性,其特性用波長(λ)或者頻率表示。按照波長不同,激光可分為:紅外激光、可見激光、紫外激光。
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)成為一種新的技術和手段,廣泛應用到通信、工業(yè)加工、軍事武器、醫(yī)療等諸多領域。
激光器是產(chǎn)生、輸出激光的裝置,按照激光工作物質類別的不同,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)時間只有幾個皮秒或飛秒)和極高的峰值功率的特點,用于材料加工具有獨特的超精細、無熱影響等優(yōu)異性能。
加工的“超精細”——超快激光能夠聚焦到超細微空間區(qū)域,同時具有極高峰值功率和極短的激光脈沖,加工時切面整齊、無熱擴散、無微裂紋及冶金缺陷,加工過程中不會對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。
加工的“無熱影響”——脈沖持續(xù)時間大于10ps的傳統(tǒng)激光,與材料作用時,熱過程將起到主要作用。脈沖持續(xù)時間小于10ps的超快激光,由于脈沖持續(xù)時間只有皮秒、飛秒量級,遠小于材料中受激電子通過轉移轉化等形式的能量釋放時間,能量來不及釋放該脈沖已經(jīng)結束,避免了能量的轉移,轉化以及熱量的存在和熱擴散,實現(xiàn)了真正意義上的激光“冷”加工。
超快激光的工業(yè)應用非常廣泛,隨著消費電子、新型顯示、生物醫(yī)療、3D打印、高端裝備等新應用的發(fā)展,對于激光加工精細度要求越來越高,超快激光已經(jīng)成為精密加工的重要方向。國內外激光企業(yè)紛紛布局激光器/超快激光設備市場。在核心超快激光器市場,目前基本上是外國公司占主導,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、安揚激光、虹拓新科技、盛雄激光、貝林激光、卓鐳激光等國內企業(yè)正大力推進技術產(chǎn)業(yè)化,在超快激光設備、激光精密加工、激光器技術的研發(fā)、技術應用和產(chǎn)品生產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)取得快速發(fā)展。
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