研发专访｜深耕绿光激光赛道！解密公大4000W高功率绿光核心技术

红外激光器发展多年，产业链相对成熟，公大为何坚持深耕难度更高的绿光赛道？

是的，从国内最早的第一台万瓦的近红外光纤激光器，已经接近发展了十多年历史，在各个方面都已经趋于成熟。而国内开始做高功率绿光激光器，还处于早期和发展的阶段。所以我们做这个事情，属于既是机遇也是挑战。我们希望做有价值和差异化的事情。

我们希望通过高功率短波长激光，做红外难做到甚至说做不到的事情，来弥补红外的工艺的短板。其实底层原理就是短波长激光：波长短，光子能量高，它具有更强的激光与物质相互作用。例如我们常见的高反材料铜，它对绿光的吸收是红外的近8到10倍。

我们可以用绿光进行铜的切割、焊接以及激光3D打印这一系列应用上。利用它的低热效应，还可以应用在光伏硅片、半导体晶圆的开槽和切割上。

在产业链上呢，高功率短波段光纤激光器长期是被国外所垄断，而国内当时只有一些低功率的一些产品。我们是国内第一家做高功率工业级的短波长激光器，经过多年的不懈努力，我们逐渐实现了国产自主化，来降低下游友商对核心光源的进口依赖，来实现供应链的安全。

将绿光激光器功率突破至4000W，核心技术难点在哪里？

绿光激光器它常见的是通过腔内和腔外倍频这两种方式来实现。我们公大采用的是腔外倍频的技术路线。

首先你要获得一个高功率窄线宽线偏振的红外基频激光。然后通过这个基频激光，通过腔外倍频的方式转化为绿光，相当于两个红外光子转化成一个绿光光子的过程。

在这里面会有很多的难点。

首先如何获得既是高功率又是窄线宽、线偏振，还要是基模的高功率红外基频激光。在这个里面它会有非常强的非线性效应，相比于传统的宽线宽的近红外高功率激光器的非线性效应会强上几倍。所以系统很容易造成损伤或者功率上不去的一些问题。

其次在倍频部分，刚刚讲到是通过两个红外光子转换为绿光子的过程。但是并不是所有的红外光子都会转换绿光，会一部分转化为热，这会影响我的倍频效率，包括整个倍频光路的优化设计都是有影响的。所以在基频和倍频模块上面，我们做了一系列的工作，才能保证我们高功率短波激光器的先进性和稳定性。比如我们最新发布的国际最高的4000W近单模绿光激光器和200多W的紫外激光器。

高功率绿光激光器，具备哪些行业“杀手锏”应用优势？

刚刚讲到了绿光光子能量高，它的热效应低。所以这使得绿光在激光加工的时候，它没有飞溅，具备成形致密度高这些优点。

第一个应用，它可以应用在新能源动力电池的铜板的切割和焊接上。比如用我们千瓦级的连续绿光，可以实现几毫米的铜板的焊接，焊面平整没有裂纹。同时我们提供了单模和多模的产品，大光斑可以实现高效的焊接，小光斑可以实现一些精巧结构的焊接。

同时我们还提供脉冲绿光激光器，用脉冲绿光可以实现电池、耳极、铜箔的精密切割，切割面没有毛刺，也没有熔珠的优点。

第二个应用，是可以应用在AI的液冷板散热器的3D打印设备上。铜对传统的红外激光的吸收率只有5%，大部分都会被反射到腔体，使得整个腔体受热，也会出现热透镜一些问题。而用高功率绿光激光器，由于铜对绿光的吸收很高，这样的话它的熔池稳定没有飞溅，同时它打印出来样件致密度高。另外一个方面，理论上绿光的光斑它会比红外的光斑会小一半，所以它可以实现更精密的一些金属结构件的打印。

然后第三个是电子通信及航空航天领域。在电子通信上面可以用绿光实现高速连接器的精密焊接。在航空航天领域对铜和铜合金的金属3D打印和焊接上，例如燃烧室的金属3D打印，所以围绕以铜为代表的高反金属材料的激光加工，绿光激光器都有它显著的优势。