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企業(yè)新聞

華快要量產(chǎn)了?超快光纖激光器市場風(fēng)云變幻,誰主沉浮

星之球科技 來源:光電匯OESHOW2017-10-17 我要評論(0 )   

南方日報(bào)在9月27日的第AC01版中用了半幅版面刊登了一則資訊:中山造超快光纖激光器即將量產(chǎn)。在眾多的國內(nèi)外超快激光器廠商中,

 南方日報(bào)在9月27日的第AC01版中用了半幅版面刊登了一則資訊:
 
“中山造”超快光纖激光器即將量產(chǎn)。
 
在眾多的國內(nèi)外超快激光器廠商中,
突然冒出個(gè)華快公司,
還要量產(chǎn)飛秒光纖激光器,
一時(shí)間,輿論嘩然。
 
什么是超快光纖激光器?
 
我們先來了解下什么是超快光纖激光器。我們通常所說的超快激光器一般指的是皮秒和飛秒量級,那么它跟納秒、秒又是什么關(guān)系呢。
 
這都是按照時(shí)間長短來分的,1納秒是十億分之一秒,1皮秒是一萬億分之一秒,而1飛秒則是一千萬億分之一秒。打個(gè)比方來說,納秒激光器就像一把“斧頭”,皮秒激光器就像一把“菜刀”,飛秒激光器就像一把“手術(shù)刀”,同樣時(shí)間內(nèi)后者做出的成品都比前者更加精細(xì)。
 
超快光纖激光器可以理解為超快技術(shù)+光纖激光,就是將超快激光通過光纖媒介來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然它也具備了超快激光和光纖激光的雙重優(yōu)勢:
 
■高穩(wěn)定性,免維護(hù);
■易于集成化,體積小;
■輸出光斑質(zhì)量好;
■表面積/體積比大,易于散熱;
■增益光纖單程效率高。
 
光纖激光器進(jìn)展如何?
 
近些年,國內(nèi)在光纖激光器領(lǐng)域中獲得了不少的突破,主要有:
 
■隨著光纖制備成本不斷降低,光纖激光器的成本越來越低;
 
■光纖器件研發(fā)日益成熟及光纖激光器本身具有的優(yōu)勢使得光纖更適用于穩(wěn)定性要求高的行業(yè)如:加工、切割、醫(yī)療等;
 
■隨著光纖種類開發(fā)日益豐富,各種不同用途的光纖為光纖激光器的種類和應(yīng)用的多樣化鋪平道路;
 
■隨著加工及科研等對激光器空間要求的不斷提高,光纖激光器的易于集成及高光路穩(wěn)定性使得光纖激光器的研發(fā)具有更高的現(xiàn)實(shí)意義。
 
國內(nèi)群雄逐鹿
 
國外以德國耶拿大學(xué)為代表,目前主要以百瓦級(百微焦量級)多路激光相干合束為主要高功率研究方向,2016年報(bào)道多路合成后可以做到12 mJ,壓縮后12 ps左右,目前推出的產(chǎn)品是經(jīng)多路合束,脈寬百飛秒量級,經(jīng)兩級Hollow Fiber展寬壓縮至6.3 fs,百瓦,百微焦量級,峰值功率GW量級。
 
目前國內(nèi)還是以單路高平均功率或高峰值窄脈寬研究為主,側(cè)重于科研領(lǐng)域,主要圍繞鎖模機(jī)制和脈沖形成機(jī)制,脈沖壓縮和波長變換、高次諧波和阿秒脈沖產(chǎn)生以及小功率應(yīng)用。主要研究單位有:西安光機(jī)所、上海光機(jī)所、物理研究所、北京大學(xué)、天津大學(xué)、國防科技大學(xué)、華東師范大學(xué)、清華大學(xué)等。
 
2016年以來,已經(jīng)有若干個(gè)科技部重點(diǎn)專項(xiàng)支持高平均功率皮秒和飛秒脈沖的產(chǎn)業(yè)化研究。例如華工科技集團(tuán)的華日激光公司牽頭的百瓦級的皮秒和飛秒激光器,北京工業(yè)大學(xué)王璞教授牽頭的300 W皮秒激光器項(xiàng)目等。也有公司自主研制飛秒激光器,例如安揚(yáng)、國神等。
 
總的來說,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界尚未形成飛秒和皮秒光纖激光器的量產(chǎn)。雖然工業(yè)及醫(yī)療市場需求很大,難以量產(chǎn)可能有以下原因:
 
■缺乏有效的飛秒激光器穩(wěn)定機(jī)制,長期穩(wěn)定性不能保證;
 
■鎖模核心器件例如SESAM等主要靠進(jìn)口;
 
■高功率超快激光器需要的高功率半導(dǎo)體抽運(yùn)激光器、雙包層大模場面積光纖,雙包層光子晶體光纖、錐形光子晶體光纖、體光柵等幾乎全依賴于進(jìn)口,成本高;
 
■工程化能力比較薄弱,激光器與自動化結(jié)合有難度需要跨越。
 
華快量產(chǎn),可靠嗎?
 
華快公司蟄伏了5年時(shí)間,可能是考慮到“善于拷貝”的國情,報(bào)道中只字未提華快公司超快光纖激光器的任何參數(shù)和特點(diǎn)。但是卻提到了華快引入的技術(shù)專家——北京大學(xué)“長江學(xué)者”張志剛教授,我們也許從中可以看出些許端倪。
 
張志剛教授憑借“在超快激光技術(shù)方向的諸多貢獻(xiàn)(例如寬帶半導(dǎo)體可飽和吸收鏡、改進(jìn)的光柵-反射鏡脈沖展寬器和高重復(fù)率脈沖光纖激光器)”當(dāng)選了2017年度美國光學(xué)學(xué)會會士。而這些成果正巧可以助推國產(chǎn)光纖激光器的性能得到提升。
 
張志剛教授小組一直在高破壞閾值SESAM和新型鎖模機(jī)制上下功夫,這也許會使華快的激光器在穩(wěn)定性上取得突破;而他們在脈沖展寬壓縮方面獲得的成果,也許正好能用在提高光纖激光器的脈沖能量上。另外,值得注意的是,他們近年來埋頭于高重復(fù)頻率激光器的研制,而這種激光器正是burstmode高效微加工的利器。
 
除此之外,華快公司近些年引進(jìn)了一些光纖集成工程師,使激光器集成化和模塊化成為了可能。難怪華快公司董事長梁崇智有底氣地向記者說“經(jīng)過5年研發(fā),現(xiàn)在已到了量產(chǎn)階段。”
 
總結(jié)
 
 
市場是廣大的,也是殘酷的。產(chǎn)品好壞并非一家之言,而是用戶說了算。
 
如今,國內(nèi)超快領(lǐng)域競爭激烈:北有國科激光,中有華日、安揚(yáng),南有大族、華快。且看風(fēng)云變幻,誰主沉浮。

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