光电公开课第3期

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超快激光器市场回顾与介绍

近年来，超快激光器发展迅猛。与整个激光器市场相比，超快激光市场份额相对较小，但其增长速度却是整个激光市场增长速度的两倍。目前高精密加工需求正推动以飞秒和皮秒激光器为代表的超快激光器在工业市场上获得越来越广泛的应用。目前飞秒激光器主要应用在医疗，太阳能电池、锂电池、半导体行业等。预计到2020年左右，光纤激光器市场需求将超过20亿美金。

超快激光加工系统中最重要的一个核心器件就是超快激光器。

超快激光器以增益介质来分主要分为两大类：一是传统的固体激光器，代表企业如相干、光谱物理，碟片激光器则以德国通快公司为主；二是以光纤为介质的飞秒激光器，国外公司如IPG、Amplitude、SPI，国内公司如锐科激光、安扬激光等。

百瓦级飞秒光纤激光器

为什么以前光纤激光器无法在工业领域形成大批量的应用，主要是由于光纤激光器的脉冲能量相对来说比较低，通过CPA技术以及最近几年大模场光纤的普及，目前光纤激光器可以实现200 μJ的单脉冲能量，burst的能量可以达到0.6 mJ以上，基本上可以满足80%-90%的工业需求。

图 安扬激光100 W的飞秒光纤激光器，采用的是CPA技术以及棒状光纤放大技术。

目前，安扬激光推出的100 W飞秒激光器，主要应用在微纳材料的加工，包括切割以及钻孔等。

飞秒光纤激光器的应用

脆性材料加工

主要应用在：玻璃、蓝宝石、陶瓷片等硬度较高的材料

相比传统的机械加工方式，飞秒激光加工是一种非接触式加工，对于材料表面的污染少，加工的边缘效果更好；同时，飞秒激光加工速度快。如上图所示，从加工的效果可以看到，目前能够实现微米级别加工的表面平整度，加工边缘基本上没有毛刺、无变形，基本上不需要二次处理。

图 全面屏切割

图 玻璃雕刻

采用飞秒加工对玻璃进行内雕，基本不会影响玻璃的机械强度。

图 蓝宝石切割、金刚石加工

多层复合材料

主要应用在OLED薄膜、手机的5G天线LCP材料的切割。飞秒激光冷加工的优势，能够使切割表面无发黑、无发黄，已大量使用。

图 OLED薄膜切割、5G LCP切割与钻孔

图 太阳能电池、钙钛矿太阳能电池薄膜应用

金属材料

图 炫彩标记

飞秒激光器具有非常高的峰值功率，通过调节不同的光入射角及光照功率，可以在金属表面形成一些特殊结构的形状，在不同光的照射角度下，可以看到一个不同的图案颜色，形成炫彩标记，用在高端防伪标记、特殊产品标记。

超快光纤激光器的机遇与挑战

好了

以上就是对第三期公开课的总结

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