“双全球第一”接连落地！公大激光技术持续突破的技术底气

高功率短波长激光器的研发涉及光源设计、功率放大、频率转换、光束控制与热管理等多个环节。随着输出功率提高和目标波长缩短，系统在转换效率、光学元件选型及运行可靠性等方面面临更高要求。实现性能提升，需要深入理解关键物理过程，并通过光学设计、系统集成和工程验证，将技术方案转化为稳定运行的产品。

对于高功率近单模连续绿光激光器，研发的关键是在提升输出功率的同时，保持良好的光束质量。

这一挑战贯穿基频种子光产生、功率放大和频率转换的全过程。基频光源需要具备良好的光束质量，放大过程需要控制非线性效应与热效应引起的光束畸变，频率转换环节则需要根据晶体特性，合理配置光束尺寸、偏振状态及聚焦条件。各环节相互影响，共同决定整机性能。

研发需要综合考虑增益光纤选型设计、泵浦与热管理、非线性效应控制和光学系统匹配。对于采用频率转换技术的绿光光源，基频光的光束质量、偏振状态和功率稳定性也会直接影响绿光输出性能。

2026年，公大激光实现4 kW级近单模连续绿光光纤激光器的技术突破。该激光器在满功率条件下的光束质量因子M²≤1.5，连续满功率运行24小时期间，输出功率波动小于3%，体现了其在高功率输出、光束质量控制及该测试时段内功率稳定性方面的综合表现，也为进一步探索更高功率等级积累了实践经验。

公大激光4 kW级近单模绿光激光器技术特点

以532 nm绿光为例，典型技术路线之一是将1064 nm基频光通过二次谐波产生过程转换为绿光。转换过程需要满足非线性晶体的相位匹配条件，以提高基频光向二次谐波的转换效率。

在高功率条件下，晶体温度、取向及光束入射条件都会影响转换效率。晶体吸收引起的温升可能导致热透镜效应及相位匹配条件变化，影响输出稳定性。同时，基频光的偏振状态、光束质量和聚焦条件也需要与晶体特性相匹配。

针对这些问题，研发需要统筹晶体选型、相位匹配、偏振控制、光束聚焦与温度管理。公大激光围绕高功率绿光技术开展LBO晶体单通倍频、偏振合束及级联频率转换等关键技术研究，并结合目标功率、光束特性与系统结构选择相应技术方案，兼顾输出能力、转换效率和运行稳定性。

随着功率持续提升，研发重点也从单一环节的效率优化，延伸至整体光路设计、热效应控制与长期运行可靠性验证。跨环节的协同优化，是提升高功率绿光产品性能的重要基础。

公大激光4 kW级近单模绿光技术路线

绿光与紫外激光在光路结构、频率转换方案及关键器件要求等方面存在差异。对于采用非线性频率转换的紫外激光器，通常需要通过两级或多级转换获得目标波长。随着转换级数增加，系统需要综合考虑各级转换效率、相位匹配、光束质量及光学元件的耐受能力。

紫外激光还可能加速部分光学材料和非线性晶体的性能退化，因此，光学元件选择、光路设计与长期运行验证尤为重要。不同目标波长和技术路线面临的具体挑战有所区别，需要针对转换与传输损耗、光束特性变化、元件损伤风险及系统稳定性制定相应方案。

公大激光实现227W紫外光纤激光器的技术突破，进一步拓展了短波长激光技术布局。未来，公司将持续优化不同波长下的转换效率、光束质量与系统稳定性，结合应用需求推进产品性能提升。

紫外激光器装置示意图

高功率短波长激光器的性能由种子源输出、功率放大、频率转换、光束传输、热管理和控制系统共同决定。单一环节的性能提升，并不必然带来整机性能的同步提升。

例如，提高基频光功率能够为更高的绿光输出提供基础，但转换环节的热效应、光束匹配不当或光学元件耐受能力不足，仍可能限制整机性能。在实验条件下达到目标功率后，还需要通过持续运行测试，验证实际工作条件下的性能稳定性。

公大激光建立了贯穿光学设计、关键器件匹配、系统集成、测试验证与设计迭代的研发体系，通过多环节协同与持续验证，不断优化产品性能。多年研发过程中积累的实验数据与工程经验，也为技术突破、产品迭代及后续产业化应用提供持续支撑。

4 kW级近单模连续绿光光纤激光器与227 W紫外光纤激光器，是公大激光持续开展短波长激光技术研发取得的阶段性成果。产品性能的持续提升，依赖于关键技术攻关，以及光学设计、系统集成与工程验证能力的不断积累。

面向未来，公大激光将持续攻关高功率短波长激光技术，围绕功率提升、光束质量、频率转换效率与系统稳定性开展研发，并结合电池制造、半导体、光伏、汽车电子及金属增材制造等领域的实际需求，探索核心光源与应用工艺的深度融合。

以技术积累支撑持续突破，以应用需求牵引技术创新。 公大激光将坚持长期研发投入，持续挑战更高性能目标，拓展短波长激光的应用边界，为先进制造领域提供更多高性能激光技术与产品选择。