全球首个可重配置自组织激光器问世,并即将实现工业化量产
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激光器——能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围,1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后,激光器的种类就越来越多。按工作介质分,激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器,大功率激光器通常都是脉冲式输出。
激光的英文laser 这个词是由最初的首字母缩略词LASER演变而来,LASER的意思是“受激辐射光放大器”英文的单词的缩写简略。激光技术中的关键概念早在1917年爱因斯坦提出“受激辐射”时已经开始建立起来了,激光这个词曾经饱受争议;Gordon Gould是记载中第一个使用这个词汇的人。1953年,美国物理学家查尔斯·哈德·汤斯和他的学生阿瑟·肖洛制成了第一台微波量子放大器,获得了高度相干的微波束。1958年,C.H.汤斯和A.L.肖洛把微波量子放大器原理推广应用到光频范围。1960年,T.H.西奥多·梅曼制成了第一台红宝石激光器。1961年,伊朗科学家A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年,R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。2013年,南非科学与工业研究委员会国家激光中心研究人员开发出世界首个数字激光器,开辟了激光应用的新前景。研究成果发表在2013年8月2日英国《自然通讯》杂志上。
7月19日电,通过模仿生命系统的特征,自组织激光有望带来用于传感、计算、光源和显示器的新材料。据近日《自然·物理》杂志发表的一项研究,英国伦敦帝国理工学院和伦敦大学学院的研究人员展示了第一个自发自组织激光设备,它可以在条件变化时重新配置。这项创新将有助于开发能更好地模仿生物特性的智能光子材料,如响应性、适应性、自我修复和集体行为。
激光在工业制造、生物医疗、科研、军事等诸多领域有着非常广泛的应用,而激光器作为发射激光的核心装置,被称为激光加工设备的“心脏”。
随着装备制造、消费电子、新能源等领域对激光器的需求不断增长,近年来我国激光器市场规模保持稳定增长。在中国制造业从低端迈向中高端的进程中,智能制造和精密制造成为未来发展趋势和转型关键,这也对光纤激光产业提出了更苛刻的要求。
公大激光创始人张帆从2004年开始接触并研究光纤激光器,他判断,随着未来智能制造往更精密、更细分化的方向发展,窄脉冲(纳秒、皮秒和飞秒)和短波长(绿光和紫外)将是未来光纤激光器的两大技术趋势。
在窄脉冲领域,已有众多企业布局研发超快激光器,竞争激烈,而短波长领域则相对空白。在当前国内的光纤激光器市场,波长较长的红外光源是更为常见的选择,例如新兴的新能源行业中铜材料的精密焊接,使用的主流设备是大功率红外光纤激光器。
但相比于红外波段,使用绿光则是看中其稳定性高、能量集中、电光转换效率高等优点,焊接铜的效率更高且几乎无飞溅。除了在部分场景下将逐步替代红外光纤激光器,短波长光纤激光器在锂电、光伏、半导体等领域也具备广阔的新增应用场景。张帆认为短波长激光器将迎来巨大的市场机会。
此外,随着工业生产的大规模化和加工工艺的提升,下游应用商对光纤激光设备的功率要求也必将上升。要跟上高端工业的发展步伐,激光设备的“心脏”亟需升级。基于此,公大激光明确专注研发高功率短波长的光纤激光器。
据张帆介绍,目前公大激光已推出涵盖从连续、准连续到纳秒、皮秒等一系列绿光光纤激光器产品,包括高功率100-500W连续单模绿光光纤激光器、高功率100-500W准连续单模绿光光纤激光器、50-100W亚纳秒脉冲绿光光纤激光器和10-30W超快绿光光纤激光器等。
无论是高功率还是短波长,都是近年来国内光纤激光器性能竞争的主战场,同时也存在较高的技术门槛。得益于此前多年的高校研究以及军工项目经历,带着长期积累的技术理论沉淀,张帆决定将公大激光落地激光产业应用最前沿、对市场应用最敏感的城市之一——深圳,以实现技术成果转化。
如今,公大激光已经形成从底层材料的自研,到器件的匹配设计开发,再到基于底层材料和器件对整个激光器的系统级设计的全链条自研技术能力,并获得15项已授权专利,构建起坚实的技术壁垒。
不同于已经爆发并形成百亿级规模的红外激光器市场,绿光激光器的发展还处于萌芽阶段,商业化进程较慢。因此,除了研发产品,公大激光的另一项重点任务是开拓高功率短波长激光器的应用市场,与市场共同成长。
公大激光基于对行业的认知输出标品,而要真正将新型高端激光器落地到场景中,还需要结合具体需求调整参数,找到满足终端应用的契合点。张帆介绍,例如在电池极耳切割行业,正极材料多用机械刀切割,但切割效果并不好;而公大激光的绿光激光器切割效果虽好,效率却不如机械刀,需要配合客户需求调整功率或参数,最终提供优于机械刀的解决方案。
近日,深圳公大激光有限公司(下简称公大激光)宣布完成近亿元A轮融资,投资方为中芯聚源和华创资本。本轮融资将用于高功率绿光和紫外光纤激光器产线建设,千瓦级绿光和超快紫外光纤激光器研发、生产以及市场拓展。
智能激光器光源制造商公大激光一家专注于中高功率短波长(绿光和紫外)全光纤激光器的研发、生产和应用方案的激光器公司,公司创始团队拥有十六年光纤激光器研发和应用经验,开发过多种类型高功率光纤激光器,致力于为本土与国际激光设备厂商提供性能优越的激光器解决方案,产品和系统方案可广泛应用光伏薄膜电池,新能源电池,半导体材料和芯片、非金属增材制造SLA等行业。
据悉,公大激光已完成了核心产品“30-500W亚纳秒绿光激光器”,“100-500W连续绿光激光器”“200-1000W红外纳秒脉冲光纤激光器”和“超小型化便携式手持焊用激光器”等多款产品的研发转产,并即将实现工业化量产。
据华经产业研究院的《2021中国激光产业发展报告》数据显示,2021年我国的激光器市场规模约为129亿美元,同比上升18.24%。
公大激光创始人张帆表示:我国光纤激光器与国外相比还有5-10年的差距,但并非难以望其项背。绿光激光器于几年前就已实现商业落地,应用于激光掺杂、激光开槽、单晶硅和多晶硅加工等工序,但主流设备是美国IPG的纳秒脉冲绿光激光器。对标国际前沿技术,公大激光不断推出更高功率的500W连续绿光、500W准连续绿光等新产品,推动实现高功率绿光激光器的国产化。
华创资本合伙人陈欢表示:公大激光研发的中高功率短波长绿光和紫外光纤激光器在国内实现了相关领域的突破,并已实现量产,在半导体、光伏和锂电等领域都有广泛的应用前景。张帆博士在中高功率激光器领域有近20年的研发经历,不仅有很强的技术研发能力,而且非常关注具体的产品化和工业化量产,得到下游客户的认可。我们非常看好公大激光的产品未来在先进制造、精密加工领域的巨大市场潜力。