激光技術(shù)自問世以來,60多年間,取得了飛躍的發(fā)展,其應(yīng)用幾乎涵蓋所有工業(yè)領(lǐng)域,除輕工業(yè)、汽車、航空航天、動(dòng)力及能源行業(yè)外,正逐步向精細(xì)、微細(xì)加工領(lǐng)域拓展,有力推動(dòng)了電子制造、集成電路、通訊、機(jī)械微加工、醫(yī)療、牙科、美容儀器設(shè)備及新興應(yīng)用的發(fā)展。超快激光脈沖新技術(shù)
激光的加工總的而言可分為宏加工與微加工,目前全球范圍內(nèi)宏加工的技術(shù)與市場(chǎng)開發(fā)已經(jīng)充分,而微加工還在繼續(xù)發(fā)展,特別是超高精度的微加工只是起步階段。討論激光微加工的發(fā)展,關(guān)鍵在于超短脈沖激光器。
早在1995年,人們就發(fā)現(xiàn)了超快激光器在微加工應(yīng)用的潛力,例如德國的漢諾威激光中心。然而在當(dāng)時(shí),可用的激光器體積很大,科學(xué)儀器很笨重,不適合工業(yè)應(yīng)用。在1990年代后期,歐洲的研發(fā)工作,尤其是蘇黎世和波爾多,帶來了新一代直接二極管泵浦、摻鐿超快激光器的出現(xiàn)?;谛碌募す獠牧?,摻鐿激光器更可靠、更緊湊,比第一代科學(xué)激光器的效率更高。
在過去五年時(shí)間內(nèi),超快激光器基本上完成了行業(yè)格局的整合,除了自創(chuàng)業(yè)至今仍然保持獨(dú)立運(yùn)作的EKSPLA, Light Conversion, Amplitude幾家企業(yè),如今行業(yè)巨頭通快公司Trumicro系列、羅芬公司的Starpico/StarFemto, JDSU的Picoblade, 理波公司的Spirit/High Q以及相干公司的Talisker產(chǎn)品是目前較受歡迎的主流。
近年來,超快激光器正逐漸進(jìn)入人們的視野。它變得更加可靠,并成為諸多領(lǐng)域的重要工具,如醫(yī)學(xué)、科研、遠(yuǎn)程通訊、半導(dǎo)體檢驗(yàn)以及材料加工,特別是移動(dòng)電子設(shè)備。隨著超快激光器價(jià)格的下降,從業(yè)者之間的競(jìng)爭增加,這些激光器的應(yīng)用領(lǐng)域也在增加。
過去幾年,在全球激光光源市場(chǎng)結(jié)構(gòu)里,除了YAG激光器與CO2激光器增長放緩,光纖激光器是一枝獨(dú)秀,2016年全球市場(chǎng)突破100億人民幣,占據(jù)全球激光源總額超過35%,而在中國光纖激光器所占光源比例接近50%。紫外激光器與半導(dǎo)體激光器發(fā)展也非?;钴S,2016年國內(nèi)紫外激光器市場(chǎng)出貨數(shù)量超過6000臺(tái),2017年預(yù)計(jì)增長60%以上。
與整個(gè)激光器市場(chǎng)相比,超快激光器市場(chǎng)份額相對(duì)較小,但其增長速度是整個(gè)激光市場(chǎng)增長速度的兩倍。以通快、相干、光譜物理、英諾激光等公司為代表的超快激光器應(yīng)用呈現(xiàn)了快速穩(wěn)健的增長。超快激光器將在增材制造、微材料加工、精準(zhǔn)加工、精準(zhǔn)醫(yī)療、薄玻璃切割、微納加工等更多新型應(yīng)用領(lǐng)域不斷開疆拓土,成為值得期待的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
目前激光微加工領(lǐng)域主要還是納秒級(jí)固體、紫外與光纖激光器應(yīng)用為主,隨著逐漸擴(kuò)大的應(yīng)用范圍和逐漸下降的價(jià)格,超快激光從業(yè)者們將迎來春天。許多高要求的加工,從納秒激光過渡到皮秒激光加工,是一個(gè)趨勢(shì)。皮秒激光或許未來也會(huì)走脈沖光纖激光器的類似道路,技術(shù)成熟的國產(chǎn)化皮秒激光源批量推出后,競(jìng)爭加劇,外國供應(yīng)商也跟隨降價(jià),如果真出現(xiàn)這種情況,那么超快激光的規(guī)?;瘧?yīng)用將會(huì)到來。