大功率激光器國產化加快 發展瓶頸亟待突破,一定要選擇國產的真空回流焊來減低成本?
大功率激光器具有體積小、重量輕、電光轉換效率高、性能穩定、可靠性高和壽命長等特點。目前低功率激光器和率激光器正在逐步實現國產化,大功率激光器國產化剛剛開始,正在加快發展。
伴隨著大功率激光器行業的加速起跑,大功率激光器發展還存在很多瓶頸亟待突破。除了人才稀缺和資金問題,如何保證大功率的同時保證高可靠性,也是一個亟待研究的問題。中美貿易戰的發生,讓國產光纖激光器廠商肩上的責任更加重,也使越來越多的國產光纖激光器廠商認識到,只有堅持做創新、領先的產品才能增強自身的核心競爭力,將核心技術掌握在自己手上,才能使中美貿易戰的機遇大于挑戰。銳科激光自成立起,就堅定科技強國、自主可控的發展方向,就著手進行全產業鏈垂直整合。隨后清華大學、國防科技大學、西安光機所、銳科、創鑫、飛博等多家單位也實現了千瓦和萬瓦級的激光輸出。目前產業化高功率光纖激光器功率已能達到萬瓦級別。保證高可靠性需引入真空共晶爐工藝。雖然高功率激光器發展勢頭強勁,但目前還存在很多亟待突破的瓶頸。除了研發人才極度稀缺,研發投入大量資金等基礎問題,如何保證高功率的同時保證高可靠性,成為當下高功率激光器發展一個重要的研究課題。激光器功率的急劇上升,會導致其可靠性水平下降。
大功率激光器國產化加速起跑。對焊接工藝要很高的要求。溫度均勻度要求高。一般要達到2度以內。不多說,看曲線圖。曲線是否重合,就知道溫度均勻度有多高。尤其是有的大功率激光器高度都有50mm了。
近幾年來,在“中國制造2025”的戰略推動下,加之激光加工本身性能優異、效率高,我國激光產業取得了快速發展。其中,激光器是激光加工設備的核心部件,是激光設備中技術含量高的部件,在激光產業鏈中占據核心地位。
我國激光器市場起步較晚,但隨著激光器核心技術不斷突破,應用領域不斷拓展,生產成本逐漸下降,激光器行業正在打破以進口為主的格局,逐步實現國產化。目前初步實現了低功率激光器和率激光器的產業化生產。數據顯示,我國低功率激光器國產化率已經達到93%以上,率激光器國產化率也在65%以上。
與此相比,大功率激光器國產化的道路才剛剛開始。數據顯示,我國大功率激光器市場規模在2018年接近30億元,但國產化率僅為13.6%。在如此廣闊的市場前景下,國內激光器行業也在紛紛加快大功率激光器的國產化腳步。其中,光纖激光器作為第三代激光器,其效率高、維護成本低,在許多領域正在逐漸替代傳統的固體激光器和CO2激光器,成為激光器行業的未來發展方向。目前大功率激光器方面,大功率光纖激光器率先取得了巨大發展。
2001年中科院上海光機所在國內率先開展了大功率光纖激光技術的理論與實驗研究,隨后清華大學、國防科技大學、西安光機所、銳科、創鑫、飛博等多家單位也實現了千瓦和萬瓦級的激光輸出。目前產業化大功率光纖激光器功率已能達到萬瓦級別。不僅可以引起其他粒子受激輻射,也可以引起受激吸收。只有在處于高能級的原子數量大于處于低能級原子數時,所產生的受激輻射才能大于受激吸收。但是在自然條件下,原子都是都處于穩定的基態,只能通過技術手段將大量的原子都調整到高能級的狀態,才能有多余的輻射向外產生。這個技術叫粒子數反轉。通過粒子數反轉后,其中一個粒子首先在外界光場的照射刺激下,對外發出了一個光子,這個光子又刺激其他粒子再次對外發射光子,并且方向相同,波長相同。但是這樣放大的光還不夠強。科學家設計了一個光學偕振腔(兩片反射玻璃,一片反射、一片接近反射),通過反復反射,將光強度進一步擴大。工作介質。可以是氣體、液體、固體、或者半導體。在這些介質中存在亞穩定狀態,可以實現粒子數反轉,以獲得制造激光的必要條件。激勵源。用于去激勵原子體系。
保證高可靠性需引入真空回流焊爐工藝。我們在2014年就獲得國家火炬計劃立項。溫度均勻度很高。真正達到了2度以內,行業里面有些公司宣傳說溫度均勻度達到2度以內。
雖然大功率激光器發展勢頭強勁,但目前還存在很多亟待突破的瓶頸。除了研發人才極度稀缺,研發投入大量資金等基礎問題,如何保證大功率的同時保證高可靠性,成為當下大功率激光器發展一個重要的研究課題。
激光器功率的急劇上升,會導致其可靠性水平下降,工作壽命縮短。同時由于大功率激光器整體結構更復雜,需要配套更可靠的封裝技術。由于封裝工藝不到位引起的焊料空洞等問題都將對大功率激光器的可靠性帶來巨大影響。
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