高功率激光器国产化加快 发展瓶颈亟待突破 —— 文章正文2020-01-02

高功率激光器国产化加快 发展瓶颈亟待突破

高功率激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等特点。目前低功率激光器和中功率激光器正在逐步实现国产化，高功率激光器国产化刚刚开始，正在加快发展。

伴随着高功率激光器行业的加速起跑，高功率激光器发展还存在很多瓶颈亟待突破。除了人才稀缺和资金问题，如何保证高功率的同时保证高可靠性，也是一个亟待研究的问题。

高功率激光器国产化加速起跑

近几年来，在“中国制造2025”的战略推动下，加之激光加工本身性能优异、效率高，我国激光产业取得了快速发展。其中，激光器是激光加工设备的核心部件，是激光设备中技术含量最高的部件，在激光产业链中占据核心地位。

我国激光器市场起步较晚，但随着激光器核心技术不断突破，应用领域不断拓展，生产成本逐渐下降，激光器行业正在打破以进口为主的格局，逐步实现国产化。目前初步实现了低功率激光器和中功率激光器的产业化生产。数据显示，我国低功率激光器国产化率已经达到93%以上，中功率激光器国产化率也在65%以上。

与此相比，高功率激光器国产化的道路才刚刚开始。数据显示，我国高功率激光器市场规模在2018年接近30亿元，但国产化率仅为13.6%。在如此广阔的市场前景下，国内激光器行业也在纷纷加快高功率激光器的国产化脚步。其中，光纤激光器作为第三代激光器，其效率高、维护成本低，在许多领域正在逐渐替代传统的固体激光器和CO2激光器，成为激光器行业的未来发展方向。目前高功率激光器方面，高功率光纤激光器率先取得了巨大发展。

2001年中科院上海光机所在国内率先开展了高功率光纤激光技术的理论与实验研究，随后清华大学、国防科技大学、西安光机所、锐科、创鑫、飞博等多家单位也实现了千瓦和万瓦级的激光输出。目前产业化高功率光纤激光器功率已能达到万瓦级别。

保证高可靠性需引入真空共晶炉工艺

虽然高功率激光器发展势头强劲，但目前还存在很多亟待突破的瓶颈。除了研发人才极度稀缺，研发投入大量资金等基础问题，如何保证高功率的同时保证高可靠性，成为当下高功率激光器发展一个重要的研究课题。

激光器功率的急剧上升，会导致其可靠性水平下降，工作寿命缩短。同时由于高功率激光器整体结构更复杂，需要配套更可靠的封装技术。由于封装工艺不到位引起的焊料空洞等问题都将对高功率激光器的可靠性带来巨大影响。

为了保证高功率激光器的可靠性，据了解，目前行业内一些企业和机构已经纷纷引入真空共晶炉工艺。目前大功率激光器行业里面已经是十多家顶级的研究所和企业客户已经引入北京中科同志科技研发的高功率激光器专用真空共晶炉，并取得了良好的效果。

图为中科同志科技TORCH高功率激光器专用RS220真空共晶炉

据了解，中科同志科技的TORCH真空共晶炉有以下优点：

1.温度均匀度高。真正可以达到2度以内。

2.升温斜率过程中的温度和均匀度高。

3.降温斜率过程中的温度和均匀度高。

中科同志科技早在2014年就研发销售了V4系列和RS系列共两个系列的高功率激光器专用真空共晶炉。同时2014年中科同志科技获得“国家火炬计划产业化示范项目证书”。经过五年的持续升级，中科同志科技在高功率激光器专用真空共晶炉方面的工艺日趋成熟，可以完全替代德国美国真空共晶炉，实现功率激光器行业的关键设备自主可控，为大功率激光器行业的国产化和高速发展贡献自己的力量。