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从光博会看超快激光发展趋势:功率不断提高 国产替代正当时

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ofweek 发表于 2021-4-1 16:29:24 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 

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近年来,超快激光已成为激光产业一个强有力的增长点。据《2020中国激光产业发展报告》显示,2019年我国超快激光器市场规模达24.5亿元,2015-2019的年均增长率超过70%,远超激光器行业的平均增幅。

超快激光几乎可加工所有的材料,包括金属、半导体、钻石、蓝宝石、陶瓷、聚合物、复合材料和树脂、光阻材料、薄膜、ITO膜、玻璃、太阳能电池片等等,广泛的适用性也为超快激光产业带来了巨大的市场容量。凭借冷加工和超精密加工的优势,在电子产业更新节奏加快、制造工艺不断升级的推动下,超快激光器也加速从科研走向工业应用,工业市场覆盖率不断提高。

目前超快激光器市场尤其是高端应用市场基本被国外公司主导,如美国相干、Spectra-Physics(光谱物理)、德国通快、EdgeWave、丹麦NKT光子等,他们占据全球超过80%的市场份额。国内的超快激光研究起步较晚,但近年来政府、科研机构及企业加强了对超快激光的重视程度,依靠政策倾斜及企业的大力投入,不断追赶国际先进水平,从低到高逐步打破国外技术的垄断。

光博会超快激光新品频发 盛镭科技惊艳亮相

在刚刚结束的慕尼黑上海光博会上,众多超快激光企业均展示了自己的新成果,展台林立,新品频发。其中国产超快激光器厂家如华日激光、贝林激光、英诺激光、卓镭激光、英谷激光、国神激光、盛镭科技等均展示了各自最新的技术突破。

慕尼黑光博会超快激光展台林立 新品频发

在4号馆,小编发现了在高功率、高单脉冲能量上有所突破的盛镭科技,并向技术人员了解了相关产品及技术。本次慕尼黑上海光博会,盛镭科技携工业皮秒激光器Leonis系列和工业飞秒激光器Hercules系列参展。其中最为引人注目的是皮秒红外200W激光器(Leonis-1064-200)、皮秒绿光90W激光器(Leonis-532-90)、皮秒紫外60W激光器(Leonis-355-60)。

技术人员介绍说:“盛镭科技自成立以来一直致力于超快激光器的研发生产工作,并致力打造高平均功率、高单脉冲能量的产品特色。众所周知,超快激光器的平均功率越高、重复频率越高,就意味着加工效率越高。我们率先把皮秒红外激光器功率突破到200W,单脉冲能量达200μJ,可实现更高的加工效率,在脆性材料加工上有着良好应用。而在大能量方向,我们的皮秒红外40W激光器能够支持2mJ的大能量输出,可以做到8mm厚玻璃一刀切割。”

盛镭科技皮秒红外200W激光器(Leonis-1064-200)

小编走遍整个展馆发现,在平均功率这一指标上,盛镭科技展出的几款新品在国产超快激光器里均位居前列:皮秒红外200W激光器、90W的皮秒绿光与60W的皮秒紫外均为领先水平。

技术人员补充说:“盛镭的皮秒绿光激光器同样有高功率和高能量模式可选。高功率模式下平均功率超过90W,高能量模式下单脉冲能量超过300μJ,同时脉冲宽度均小于7ps,在光伏硅片切割、陶瓷钻孔和PI覆盖膜切割上具有极佳的加工效果。此外,皮秒紫外60W激光器具有极佳的光束质量,单脉冲能量达30μJ,可支持高效率高质量的微纳加工,主要应用于OLED屏幕、PI覆盖膜切割。”

盛镭科技皮秒紫外60W激光器(Leonis-355-60)

除皮秒系列外,盛镭科技还展出了Hercules系列的飞秒紫外20W激光器。据悉,该激光器紫外飞秒脉冲宽度小于500fs,加工热影响区小,可应用于OLED屏幕切割等领域。

自主开发核心技术 保质提效服务市场

北京盛镭科技有限公司成立于2018年3月,位于北京经济技术开发区,2020年通过国家高新技术企业认定。尽管成立时间不长,但盛镭的核心团队均在行业内有着十年以上的技术积累。

盛镭科技透露:“我们的核心技术团队都是行业里的资深人员,有着非常深厚的技术底蕴。而盛镭自成立以来一直坚持全面自主开发,包括种子源、电控系统在内,所有的电学功能、光学指标、结构设计都能够自主掌握,而且能够进行快速迭代。我们在技术上遵循小步快跑快速迭代,在结构、电学、光学等模块不断更新,提升各项技术指标在行业内的竞争力。”

图片来源:盛镭科技

据悉,盛镭科技在成立3个月就实现了第一款产品的落地,当年产销量超过60台,并在成立第一年就实现了盈利。随着技术和品牌逐渐得到市场认可,盛镭科技2019年产销量增长数倍。2020年,受疫情及供应链影响,盛镭科技产销量同比增幅下降,与上年基本持平。

在这些被市场认可的产品中,具有高平均功率、高单脉冲能量特点的Leonis系列的工业皮秒激光器占主导地位。这与目前市场对皮秒激光器接受度较高有关。对当下的超快激光加工市场而言,皮秒激光器是主流光源,飞秒激光器市场还在培育中。这是因为皮秒激光器不需要为了放大而展宽或压缩脉冲,因此皮秒激光器的设计相对简单,成本效益更高,性能更可靠,并且已足以胜任当前市面上高精度、无应力的微细加工。而盛镭科技激光器高平均功率、高单脉冲能量的特点,更是在兼顾成本和品质的同时,大大提升了加工效率,因此受到市场欢迎。

超快激光功率、能量不断提升 国产替代正当时

从近年来各大展会及新品发布情况来看,超快激光器正朝着平均功率更高、单脉冲能量更大、体积更小、性价比更高的方向发展。目前制约超快激光市场化应用的主要问题,一方面在于平均功率不足,加工效率仍有提升;另一方面在于价格昂贵,制造商的采购成本太高。

国内超快激光厂商受限于发展时间及技术路线选择,其产品功率多集中在百瓦量级,而提高平均功率可以有效提升超快激光的加工效率,这也成为整个行业的共同追求。本次展会我们看见以盛镭科技为代表的国产超快激光器平均功率已突破200W(皮秒红外),皮秒绿光平均功率也已接近百瓦(达到90W),这意味着因功率制约的效率问题正逐渐得到解决。

在市场渗透率方面,由于超快激光产业发展时间不长,激光器造价较高,使得激光设备的采购成本远远高于传统的加工设备。对终端制造企业而言,尽管超快激光设备在加工品质方面有明显优势,但完成整体替换还需要一段时间。可以预见的是,随着市场发展和技术成熟,超快激光器造价必将逐步下行,终端制造企业也将获得性价比更高的超快激光设备,超快激光器市场规模将进一步扩大。

此外,随着国内超快激光产业蓬勃发展,国产超快激光品质、性能不断提高,市场对国产激光器的认可度也不断提升。从各企业出货量不断攀升可见,国产超快激光器正飞速前进,逐渐打破国外垄断,不断蚕食进口份额。在中国高端制造飞速发展的当下,超快激光实现国产化的外部机遇已经到来。中国激光企业仍需苦修内功,提升内在竞争力,真正实现超快激光器的国产替代!


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