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激 光 世 界LaserFocusWorld cbina
量子产业发展对光学与光子学行业意味着什么？ 8
碟片技术：从实验室到产业革命的跃迁 14
皮秒激光技术推动锌离子电池发展 18
飞秒紫外激光在OLED切割应用中的优势 28
可编程UV纳秒脉冲提升铜微加工的效率与质量 36
零停机目标：数控激光切割设备预防性维护指南 39
第十八届深圳国际激光与智能装备、光子技术博览会LASERFAIR SHENZHEN 2025
2025年6月4 \~ 6日
June 4-6, 2025
深圳国际会展中心（宝安新馆）
Shenzhen World Exhibition and
Convention Center(New venue in Bao'an)
www.laserfair.cn 光光联联万万物物 激激荡荡未未来来 扫码关注 LASERFAIR深圳激光展 更多详情等您来了解 www.laserfair.cn
赋能智造·光耀未来 Intelligent Laser Manufacturing to Light Up the Future
LMN 2025世界激光制造大会
LMN World Laser Manufacturing Conference
2025年6月2-4日深圳国际会展中心（宝安新馆）
扫码关注MV LMN 世界激光制造大会更多详情等您来了解www.world-laserconference.com
precSYS 515 用于挑战性微加工应用的扫描系统
市场观察
8 量子技术
量子产业发展对光学与光子学行业意味着什么？激光器和光学组件对于量子计算、通信和传感不可或缺。提供高质量、高性价比量子光学组件的公司将迎来新商机。
10
量子技术
未来数据安全：量子技术是威胁还是保护？量子技术将有可能为数据安全领域带来一场革命性的新威胁，但它同时也为更好地保护数据安全提供了解决方案。
硅光子学
突破规模化瓶颈，硅光子学或成AI与数据中心新引擎
硅光子学要在AI和数据中心中规模化应用，仍需在能源效率、制造与封装、生态系统发展和成本优化方面继续突破。
技术中心
14 碟片激光
碟片技术：从实验室到产业革命的跃迁本文从技术原理、发展历程、应用场景及未来趋势等方面，系统介绍了碟片激光技术的研究进展与产业化现状。
微纳加工
高效储能新路径：皮秒激光技术推动锌离子电池发展
皮秒激光在锌阳极表面构建疏水性微纳结构，抑制锌枝晶的生长和析氢反应，大幅提高锌离子电池的循环寿命和稳定性。
23
超快技术
超快激光器推动非线性显微镜、环境传感及量子技术发展
基于光纤的超快激光器所取得的一些最新进展，将它们的应用拓展到了材料加工、非线性光学以及量子技术领域。
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蓝光激光器
基于COS封装的高可靠性空间光输出蓝光激光器10\~60W空间输出蓝光激光器残余发散角小于0.1°，并通过多项环境可靠性测试，是桌面雕刻机的理想光源。
工业应用专栏
28 OLED切割
飞秒紫外激光器在OLED切割应用中的优势用30W飞秒紫外激光切割厚度 ~400 \upmurm{m} 的柔性OLED屏，速度可达1 50mm/s ，切口干净利落，热影响区极小。
箔片切割
高速电池箔切割提升无极耳电池制造效率无极耳电池技术为提高电池组能量密度提供了新途径，而基于振镜扫描系统的激光切割，为其制造提供了解决方案。
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激光焊接
激光脉冲整形增强棱柱形电池汇流排焊接
不同脉冲形状的激光脉冲，可减少棱柱形锂离子电池汇流排焊接过程中的热量，并提高焊接强度。
铜微加工
可编程UV纳秒脉冲提升铜微加工的效率与质量百瓦级UV纳秒激光器可在高脉冲重复频率下产生2ns脉冲，能以较低成本实现高吞吐量精密微加工。
激光雷达
LiDAR传感技术之争：调频连续波FMCW与飞行时间ToF
在各类光探测与测距技术中，调频连续波（FMCW）激光雷达有望成为飞行时间（ToF）激光雷达系统的有力替代方案。
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设备维护
零停机目标：数控激光切割设备预防性维护指南定期设备维护不仅有助于保持设备的加工性能和使用寿命，还能避免重大停机故障，保证生产效益。
编者的话 42 产品撷英前沿简讯 44 广告索引
关于《激光世界》
MARKET WATCH
Quantum Technology
Seizing opportunities in quantum: What’s in it for the optics and photonics industry? Lasers and optical components are indispensable to quantum computing, communications, and sensing, and companies supplying high-quality, cost-effective quantumgrade optical components will gain new opportunities.
10
Quantum Technology
Quantum: Problem and solution for the next decade of data security?
Quantum technology is poised to become a revolutionary new threat to data security but, at the same time, offers a way to better protect it.
23
Ultrafast Technology
Ultrafast Lasers Drive Nonlinear Microscopy, Environmental Sensing, and Quantum Technologies
Fiber-based ultrafast lasers continue to evolve, and near-term advances will expand their use to materials processing, nonlinear optics, and quantum technologies.
25
Blue Lasers
High-Reliability Spatial Beam Output Blue Laser Based on COS Packaging The 10\~60W spatial beam output blue laser has a residual divergence angle of less than 0.1°. Having passed several environmental reliability tests, it is an ideal light source for desktop engraving machines.
Silicon Photonics
Can silicon photonics overcome scaling challenges for AI and data centers? Scaling silicon photonics for AI and data centers faces innovation hurdles in four key areas: Energy efficiency, manufacturing and packaging, ecosystem development, and cost optimization.
TECHNOLOGIES CENTER
INDUSTRIAL APPLICATIONS COLUMN
28
OLED Cutting
Advantages of Femtosecond UV Lasers in OLED Cutting Applications Using a 30W femtosecond UV laser to cut a flexible OLED screen with a thickness of approximately 400\upmu\mathsf{m}. the cutting speed can reach 150mm/s and the cut is clean and neat with extremely small thermally affected zone.
Disk Laser
Disk Technology: The Leap from Laboratory to Industrial Revolution
This article systematically introduces the research progress and industrialization status of disk laser technology from aspects such as technical principles, development history, application scenarios and future trends.
31 Foil Cutting
High-Speed Battery Foil Laser Cutting Improves Productivity in Tabless Battery Manufacturing Tabless battery technology offers route to increase the energy density of battery packs, and laser cutting via galvanometerbased scan system offers a manufacturing solution.
Micro-Nano Processing
An Efficient New Path for Energy Storage: Picosecond Laser Technology Driving the Development of Zinc-Ion Batteries
Picosecond laser is used to construct hydrophobic micronano structures on the surface of zinc anodes:which suppresses the growth of zinc dendrites and the hydrogen evolution reaction, significantly enhancing the cycle life and stability of zinc-ion batteries.
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Laser Welding
Laser Pulse Shaping Enhances Busbar Welding for EV Prismatic Batteries Laser pulsing with different pulse shapes reduces heat and increases strength in busbar welding for prismatic lithium-ion batteries.
LiDAR The Battle of LiDAR Sensor Technologies: FMCW vs. ToF
Among the various light detection and ranging (LiDAR) technologies, FMCW LiDAR has emerged as a powerful alternative to ToF LiDAR systems.
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Copper Micromachining
Copper Micromachining Enhanced by Programmable UV Nanosecond Pulses A hundred-watt level UV nanosecond laser can generate 2ns pulses at a high pulse repetition frequency, which can achieve high throughput precision micromachining with low cost.
4 EDITOR’S NOTES
5 LEADING EDGE SNAPSHOTS
42 PRODUCTS HIGHLIGHTS
44 AD INDEX
39
Equipment Maintenance
Zero Downtime Goal:Preventive Maintenance Guide for CNC Laser Cutting Systems
Regular equipment maintenance preserves machining accuracy, extends service life, and prevents critical downtime while ensuring production efficiency.
About Laser Focus World China
量子技术发展将迎来快速增长期
子计算、量子通信、量子传感等量子技术应用，正以前所未有的速三量 度发展并改变着我们的生活与未来。
量子计算方面不断取得重大突破。谷歌的新一代量子计算芯片Willow，中国研制的“祖冲之三号”超导量子计算机，均为量子计算的发展奠定了坚实基础。科技巨头已纷纷开始布局量子计算市场。微软发布量子计算芯片 Majorana 1，有望将实用量子计算机的实现时间从 “数十年缩短至数年”。英伟达宣布首个“量子日”，以期加强与伙伴合作，推进量子计算技术发展。这些巨头的布局和投入，将加速量子计算技术的发展与应用。
Omdia 预测，量子计算供应商的全球收入将从 2023 年的 11 亿美元增长至 2033 年的 282 亿美元，年均复合年增长率高达 37.7% 。赛迪顾问的数据显示，2025 年中国量子计算产业规模增长将超 30% ，达115.6 亿元，在量子科技总体产业规模中占据 41.2% 的份额。随着国家政策布局重点由推进关键技术研发向推动产业化试水演进，中国量子计算产业迎来快速发展期。另外，在量子通信和量子传感技术也在诸多领域展现出巨大应用潜力。
作为多国战略重点的量子技术的发展，对于光学/ 光子学来说意味着什么呢（p8）？光学/ 光子学是量子技术发展的关键支撑技术之一，光学与光子学专业人士是量子产业发展的核心力量，提供高质量、高性价比量子级光学组件的公司将获竞争优势。
量子计算的超快速度，有可能为数据安全带来革命性的新威胁，但同时颇为自相矛盾的是，它也能为更好地保护数据安全提供了解决方案，这为单光子探测器带来了市场机会（p10）。
超快激光技术依然在不断发展，助力各个行业向前发展。基于光纤的超快激光器取得诸多进展，实现了更小更高效的超快激光器，使其在非线性显微镜、环境传感和量子技术领域开辟了新的应用领域（p23）；上海大学的研究团队，使用皮秒激光在锌离子电池的阳极表面构建疏水性微纳结构，以此提高锌离子电池的寿命和稳定性（p18）；30W 飞秒紫外激光切割柔性OLED 屏，实现热影响区极小的干净切口和高速度（p28）。
精密加工也并非一味追求皮秒飞秒级的超短脉冲，最终选择要依据实际应用而定。比如，使用百瓦级、几个纳秒的高重频紫外脉冲，就以较低成本实现了铜材的高效精密加工（p36）。
本期还包括了碟片激光技术的最新发展（p14）、激光雷达技术之争（p20）、COS 封装的蓝光激光器的最新进展（p25）、基于振镜扫描系统的激光电池箔切割（p31）、脉冲整形技术在汇流排焊接中应用（p34）以及日常如何维护切割设备保障零停机（p39）等内容，供读者参考。
本刊编辑部
中国/香港特别行政区 China / Hong Kong SAR电话 (852) 2838 6298传真 (852) 2838 2766地址 香港九龙长沙湾青山道478号百欣大厦13楼B室出版总监 麦协林 Adonis Mak电邮 adonism@actintl.com.hk社长 姚丽莹 Hatter Yao电邮 hattery@actintl.com.hk中国版主编 庞会荣 Rossie Pang电邮 rossiep@actintl.com.hk记者 张辉 Denny Zhang电邮 dennyz@actintl.com.hk记者 胡婴 Lily Hu电邮 lilyh@actintl.com.hk技术顾问 顾正湖北工业大学 刘顿西安电子科技大学杭州研究院 石理平免费赠阅咨询电话 (86) 755-2598 8573(86) 755-2598 8567传真 (86) 755 2598 8567电邮 circulation@actintl.com.hk
特约编辑 In My View Jeffrey Bairstow 电邮 inmyview@yahoo.com Industrial Lasers David A. Belforte 电话 (1) 508-347-9324 电邮 dbelforte@endeavorb2b.com Valerie Coffey 电话 (1) 978-263-4485 电邮 stellaredit@gmail.com Photonic Frontiers Jeff Hecht 电话 617-965-3834 电邮 jeff@jeffhecht.com Imaging Conard Holton 电话 (1) 603-891-9161 电邮 cholton@pennwell.com Europe D. Jason Palmer 电话 (44) 7960 363308 电邮 djasonpalmer@gmail.com
尖端技术部市场总监 Adrienne Adler美术编辑总监 Suzanne Heiser高级绘图 Chris Hipp制作经理 Sheila Ward广告协调员 Steve Archer客户开发经理 Debbie Bouley
ENDEAVOR
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公司行政人员主席 Frank T. Lauinger总裁兼行政总监 Robert F. Biolchini财务总监 Mark Wilmoth
尖端技术分部读者服务主任 Debbie Bouley
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网址 www.laserfocusworld.com
前沿简讯
上海光机所攻克深紫外激光能量提升难题
中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室在高能量深紫外激光产生研究方面取得新进展。
高能深紫外激光具有脉冲能量高、波长短的优势，不仅能够在材料中产生强烈的非线性展宽、多光子电离、光化学反应等丰富物理机制，也是高能密度物理中等离子体诊断的理想光源，因而，其在激光物理、工业制造、光谱学等众多领域均显现出了重要的应用。基于 1\ensuremath{ \upmum} 波长激光的五次谐波是获得 200nm 深紫外激光的重要途径之一。由于KBBF、BBO、
CLBO 等晶体难以获得大尺寸，极大地限制了深紫外激光能量的提升。具有大尺寸生长特性的KDP 族晶体是获得高能深紫外激光的理想材料，但由于相位匹配限制，传统方案KDP族晶体需工作在 -70 °C 至 -100 °C 的极低温条件。
为克服这一弊端，研究人员提出了一种结合χ(2) 光学频率转换和\upchi(3) 受激拉曼散射的深紫外激光产生方案，并开展了实验验证。基于Nd:YAG 激光器和KGW 晶体受激拉曼散射效应，研究人员在室温附近DKDP 晶体中获得了 200nm 波段深紫外激光输出，该非低温方案使得KDP族晶体大尺寸特性能够得到充分利用，从而为更高能量深紫外激光的产生铺平了道路。至此，研究团队基于在非线性光学领域的技术积累已系统完成了ns、ps 高能量、高峰值功率与高重频、高平均功率深紫外激光的高效产生，实现了从 ~1\upmum 红外波段至可见光、紫外及深紫外波段的覆盖，并进一步延伸至真空紫外激光。研究团队正积极面向科学研究、大科学装置、工业等领域开展技术应用推广，为关键领域提供高技术优势、高品质的深紫外光源。
脉冲模式下输出功率超15W 的GaN 蓝光激光器
目前，氮化镓（GaN）蓝光激光二极管的输出功率与GaAs 基LD 仍有差距，进一步提升功率密度与可靠性对于降低成本至关重要。在GaN材料体系中，外延晶体质量是决定LD 性能的关键因素，晶体中的位错和非辐射复合中心会严重影响器件的效率和可靠性。此外，高功率LD 面临的另一个挑战是腔面处的灾变性光学损伤（COD），腔面介质膜材料与GaN 晶面之间的界面质量是影响COD 阈值的关键因素。
最近，清华大学罗毅院士课题组与安徽格恩半导体有限公司合作，通过深入研究GaN 同质外延过程中的位错控制、InGan/GaN 多量子阱的应力调控以及腔面镀膜技术，制备了高效的GaN 蓝光激光二极管。他们在该工作中利用了氢化物气相外延（HVPE），结合多次掩膜技术和3D-2D 交替生长技术，将GaN 衬底的位错密度降低了 60% 。通过集成InGaN/GaN 超晶格（SL）波导结构，进一步减轻了量子阱有源区的应力，使光致发光（PL）强度提升了约 60% 。此外，该团队还采用电子回旋共振（ECR）技术提升了腔面镀膜质量，显著降低了高反（HR）和抗反（AR）膜表面的粗糙度，改善了大电流注入下的COD问题。最终，该研究实现了波长 447~nm 的脉冲激光发射，最大输出功率达到15W，电光转化效率（WPE）为 38% 。这些成果为研制国产高性能GaN 激光器、探索GaN 大功率激光器的新应用奠定了坚实基础。该文章以题为“Gallium nitride blue laser diodes withpulsed current operation exceeding 15Win optical output power”发表在Journalof Semiconductors 上。
度亘核芯单模1064nm 锁波DFB 激光芯片与器件获创新突破
单模 1064nm DFB 激光器，相较于传统的 FBG 锁波激光器，可以实现更窄的皮秒和纳秒级的窄脉冲和更高的速度，另外作为超快激光的种子源和核心部件，由于其优异的性能，在工业加工、光通信、激光雷达、医疗设备等多个领域都有广泛的应用需求。
度亘核芯基于自主研制的第一代高性能 1064nm\;FP 激光芯片，将设计的光栅结构直接在芯片的外延材料结构中通过刻蚀形成光栅结构，并通过二次外延生长技术，完成材料全结构的生长，实现on-chip 的光栅与LD的集成，形成了新一代单模 1064nm DFB 芯片。经过严格的性能与可靠性优化，获得了高输出功率的单模窄光谱芯片，并通过单模光纤耦合实现了低应力、高气密、高稳定性的14-Pin蝶形封装光纤耦合器件。
度亘核芯开发的波长锁定DFB芯片，关键性能指标优于国际报道的同类产品，实现了自主可控，填补了国内在该产品领域的空白。其主要性能如下：
• 高输出功率：单模激光输出功率达到 200~300mW ；
• 高光谱质量：有效抑制了FP 腔模式激射，得到3dB带宽 0.05nm 的产品；
• 高可靠蝶形封装：具有体积小、易集成、操作便捷、输出稳定、响应速度快、工作寿命长等特点，确保了下游客户在使用过程中，具有更佳的稳定性和更快的调制速度；
• 个性化定制：满足不同客户的需求。
度亘核芯单模 1064nm 锁波DFB激光芯片与器件，实现稳定批产供货，产品性能和光谱稳定性高，备受客户青睐。
激光与蚀刻工艺完美结合，在玻璃上制造出精确通孔
德国通快集团（TRUMPF）与SCHMID 集团正在为芯片行业开发创新的微芯片制造工艺，这一工艺将能提升智能手机、智能手表和人工智能（AI）应用等高端电子产品的性能。在先进封装工艺中，制造商能将单个芯片组合在被称为中介层的硅组件上。借助通快与SCHMID 集团的工艺技术，未来这些中介层有望采用玻璃材质制造。
通快与SCHMID 集团正在开发一种用于玻璃中介层先进封装的激光蚀刻组合工艺。两家公司采用了一种特殊的湿法化学方法，可将加工时间缩短 90% 。“要实现这一点，激光技术和湿法化学处理方法在应用过程中必须紧密配合、高度协同工作。”通快半导体业务开发经理ChristianWeddeling 表示。
中介层所用玻璃的厚度仅在100\upmum~1mm 之间（ 100\upmum 大约是一张纸的厚度， 1mm 大约是一张信用卡的厚度），需要极高的精度和细致的制造工艺。为了在玻璃中介层上创建连接，通常需要在一块玻璃面板上钻制数百万个孔（即所谓的玻璃通孔技术TGV），才能实现所需的连接。通快的超短脉冲激光可以有选择性地改变玻璃的结构，随后再用蚀刻溶液对玻璃进行处理。在指定位置生成所需的孔洞，然后用铜填充以实现电路互连。激光和蚀刻工艺的完美协同，在玻璃上制造出了精确的孔洞。
据波士顿咨询公司预测，到2030 年，先进微芯片封装市场的规模预计将增长到960 亿美元以上。对于高科技公司通快和芯片行业知名合作伙伴SCHMID 集团而言，借助玻璃实现的先进封装将成为一个重要的未来市场。目前，先进封装领域以智能手机等消费电子产品的应用为主。未来，人工智能领域的应用有望成为增长动力。
光学引领未来
2025 年3 月11 日-13 日中国 上海新国际博览中心
新品
量子计算专用半波片
用于捕获离子和中性原子应用的理想之选• 从紫外到近红外，可根据应用指定波长范围12.7 或 25.4 毫米直径，便于集成
量子技术
量子产业发展对光学与光子学行业意味着什么？
激光器和光学组件对于量子计算、通信和传感不可或缺。提供高质量、高性价比量子光学组件的公司将迎来新商机。
文/Michael Baczyk
对于术光的学发与展光既子带学来领了域挑的战，专也业创人造士了而机言，遇。量作子为技算、量子通信和量子传感中处于核心地位。本文将基于全球量子情报公司的 PESTEL 框架分析，探索全球量子技术领域的发展格局，深入了解政治、经济、社会、技术、环境和法律等因素将如何塑造量子行业，以及这对光学与光子学专业人士意味着什么。
政治层面：地缘政治与国家战略
量子技术已成为主要国家的战略重点。美国 、中国和欧洲都已经启动了数十亿美元规模的国家量子计划。
在美国，《国家量子倡议法案》（2018 年）规划了多个机构的量子研发工作，在五年内拨款 12.75 亿美元。2022 年的《芯片与科学法案》进一步扩大了资金投入，并且民主和共和两党对量子技术的支持力度持续强劲，2024 年还推出了诸如《国防量子加速法案》等新举措。
欧盟通过诸如欧洲量子通信基础设施（EuroQCI）倡议等项目来协调各方努力，将量子元素融入更广泛的技术战略之中。
中国已经将量子技术纳入其五年经济规划，引导公共和私人资源投入到像“墨子号”量子卫星这样的关键项目。
英国、加拿大、日本、澳大利亚等国也在投入大量资源来构建国家的量子能力。
这些计划都强调技术主权，各国政府纷纷对量子研发进行投资，以确保国家安全和经济竞争力。美国和中国在量子技术领域展开了争夺领导地位的竞赛，特别是在量子计算和量子通信方面；而欧洲则通过强大的公私合作来寻求技术独立。地缘政治的紧张局势导致了对量子技术出口的限制，尤其是针对中国，因为西方国家试图借此保障自身供应链安全。这种环境为全球运营的企业带来了风险，但同时也在国家量子生态系统内创造了资金和合作机会。
经济层面：投资与商业化趋势
量子技术领域的公共和私人资金投入正在稳步增长，风险投资和政府拨款为初创企业和大型科技公司提供了发展动力。美国在私人投资方面处于领先地位，IBM、谷歌和微软等主要企业都深度涉足量子计算领域。欧洲更多地依赖政府资助的产学研合作，而中国则采用国家驱动的方式，将量子研究融入其更广泛的产业战略中。
量子技术的商业化进程正在加速，量子计算公司正在与从制药到金融等各个行业建立合作关系。量子传感应用（如医学成像和地球物理）正进入早期市场，而量子通信则通过基于卫星的网络和安全加密协议不断取得进展。这一不断扩大的市场创造了供应链机遇，尤其是对于那些提供激光、低温学和光子学组件等支撑技术的公司而言。
在加拿大，《国家量子战略（2023 年）》设定了长期愿景，预计到 2040 年将产生1424 亿加元（9960 万美元）的经济影响。澳大利亚的国家重建基金为量子及其他关键技术拨款 10 亿澳元（6.27 亿美元），旨在使该国成为量子传感与量子计算领域的核心参与者。总体而言，量子产业中心正在不断涌现，比如加拿大滑铁卢的量子谷、德国慕尼黑量子谷、英国量子产业中心以及日本的国家量子中心等，这些都有助于推动量子技术的商业化进程。
社会层面：人才与劳动力挑战
量子技术发展面临的最大障碍之一是技能差距。对量子技术人才的需求超过了供给，企业很难找到量子硬件、算法和工程方面的专家。各国政府正通过教育举措来应对这一挑战，例如美国的国家 Q-12 教育合作计划、英国11 亿英镑（13 亿美元）的培训计划，以及德国专门的量子硕士课程。
对于光子学专业人士而言，这既带来了挑战，也带来了优势。随着企业加大对量子技术的投入，那些在光学、激光和量子力学方面具备专业知识的人才将备受青睐。将量子原理融入工程项目，也将创造新的职业发展路径，并使量子知识成为一项越来越有价值的技能。
技术层面：支撑技术与产业融合
许多量子计算平台，如囚禁离子、中性原子量子处理器等，都依赖高性能激光器来实现量子比特的控制和读出。量子通信网络需要精确的单光子源和探测器，而量子传感器则利用超灵敏的光学和原子测量技术。
除了基础研究，量子技术商业化还依赖于可扩展的制造。生产光子集成电路（PIC）、高稳定性激光源和量子兼容探测器的公司，对于该行业的发展至关重要。光子学不仅促进了量子技术的发展，而且它正在成为量子技术的核心产业之一。
环境层面：可持续性与能源考量
量子技术既存在环境成本，也带来了环境效益。许多量子计算机需要低温冷却，这会消耗大量能源。但量子技术的突破也有望为可持续发展和气候技术提供解决方案。量子模拟有助于研发更好的电池材料。而且量子传感器能够以前所未有的精度检测水位变化、污染和地震活动，从而加强环境监测。
法律层面：知识产权与监管考量
量子技术的快速发展带来了法律挑战，尤其是在知识产权（IP）和国际贸易法规方面。量子创新的专利竞赛日益激烈，中国在量子通信专利方面处于领先地位，而美国和欧洲则在量子计算知识产权方面展开竞争。
出口管制也在不断收紧。美国和欧盟已经对向某些国家出售高性能量子计算和量子加密技术实施限制。开发量子支撑技术的公司必须了解这些法规，因为它们可能会影响国际商业机会和供应链物流。
抓住量子领域的机遇：对光学与光子学行业意味着什么？
量子技术不再仅仅是一个研究课题，它正发展成为一个全球性产业，而光学与光子学专业人士是其发展的核心力量。激光器和光学组件对于量子计算、量子通信和量子传感不可或缺。那些抓住量子技术驱动的机遇、投资人才培养并在不断增长的量子供应链中找准定位的公司，将有望引领新一轮的技术革命。
随着量子技术从研究实验室向工业规模制造的转变，提供高质量、高性价比的量子级光学组件的公司将获得竞争优势。全球各国政府都在提供资金和监管支持，因此，对于光子学企业来说，及时了解相关信息并相应调整战略至关重要。
量子技术
未来数据安全：量子技术是威胁还是保护？
量子技术将有可能为数据安全领域带来一场革命性的新威胁，但它同时也为更好地保护数据安全提供了解决方案。
文/Noah El Alami，IDTechEx公司技术分析师近项利润丰厚的犯罪活动，手段。网络攻击给企业和政府造成了数百万美元的损失，危及商业机密、个人信息、健康记录等诸多方面。2024 年，英国有一半的企业和约1/3的慈善机构报告称遭遇过某种形式的网络安全漏洞或攻击。
这些情况令人担忧，但它们与量子产业有何关联呢？量子技术可能为数据安全领域带来一场革命性的新威胁，但有些自相矛盾的是，它同时也为更好地保护数据安全提供了解决方案。量子计算机解决某些问题的速度是传统计算机的指数倍，其中之一就是对大质数进行因式分解，而这正是当今最常用的一种加密方案的基础。
不过，量子技术也为我们带来了抵御这一威胁的新工具。这些“量子就绪”（quantum-ready）数据安全解决方案，旨在“在大规模量子计算机破解加密”的威胁成为现实之前，保护我们的数据。
后量子时代
量子计算机能够破解当前加密方法的那一天，被人们称为“Q-Day”或 “Y2Q”。对于Q-Day 何时到来，人们看法不一，时间跨度从几年到几十年不等。一些报道甚至暗示它可能已经到来，而出于国家安全考虑，各国也可能会隐瞒其实际进展。
完全忽视量子威胁，正越来越被视为一种重大风险。这激发了对硬件和软件“量子就绪”网络安全解决方案的投资和关注。除了量子计算带来的威胁之外，这些“量子就绪”解决方案还针对长期存在数据安全漏洞的用户。
随着我们进入“后量子密码学”（PQC）算法应用时代，第一轮变革已经开始。这种基于软件提高安全性的方法，本质上是将加密方法转变为一个问题，使量子计算机破解该问题的难度与传统计算机相当。PQC 解决方案提供商和政府正在提高人们对密码灵活性需求的认识，专用量子就绪平台的市场已经在不断增长。
升级到 PQC 加密，是抵御量子威胁的重要第一步。然而，长期的数据安全预计将依赖量子硬件，包括量子随机数发生器（QRNG，见图 1）和量子密钥分发（QKD）。
与宇宙玩骰子
交换虚拟机密依赖于密钥的生成和交换。一旦双方共享一个密钥，就可以用它来编码只有他们能够解密的信息。在现代，随机数发生器（RNG）生成这些密钥，用于私人和公共用途。问题在于，如果密钥的生成具有可预测性，恶意的第三方就可以推断出下一个密钥，并冒充受信任的一方。在过去的几年中，由于用于加密的数字随机性（熵）较差，甚至在某些情况下存在故意设置的后门，发生了多起备受瞩目的安全漏洞事件。
传统的RNG 依赖确定性过程。虽然掷骰子看似提供了统计上的随机性，但你对骰子、投掷方式和环境了解得越多，结果就越可预测。然而，量子物理学充满了非确定性和真正的随机现象，例如光子发射、检测或被分束器偏转的数量或时间（见图 2）。量子随机数发生器（QRNG）可以利用这一特性，提高为网络安全生成的密钥质量。
芯片级 QRNG 器件已经在消费市场中实现商业化，ID Quantique 公司与 SK 电信合作，将其硬件集成到三星的一系列智能手机中，尽管目前这些手机仅在韩国上市，其中最新款Galaxy Quantum 5 已于 2024 年 9 月发布。QRNG 行业的市场竞争日益激烈，目前已经有多家初创企业进入该领域。这些企业在安全行业以及赌博和游戏等领域取得了成功。未来几年，随着行业标准更加明确，这些企业预计密码学市场的需求将会增长。
展望未来，提高熵、生成速率和降低功耗的创新将会继续。2024 年，这些方面的差异已经促成了重要的利益相关者合作，如 Quantum Dice 公司与英国电信（BT）的合作。但仅靠 QRNG 并不能完全抵御数据黑客的攻击，可能还需要更复杂的密钥分发解决方案。
量子密钥
量子密钥分发（QKD）用光的量子态取代了传统的信号脉冲。量子态在不被干扰的情况下无法被克隆或读取，这使得消息的接收方能够从根本层面检测到篡改行为。QKD 编码的消息可以通过现有的光纤网络发送，但需要专门的硬件来解码消息。
使用 QKD 的量子网络正在多
个地区和城市推出，IDQuantique 和东芝等公司正在试点项目中部署他们的产品。
这项技术仍然面临一些挑战。网络可扩展性的现有
限制，意味着其主要用户是政府和某些金融机构；安装发射- 接收对的成本高昂，可能超过一百万美元，这仍然是一个重大阻碍。尽管如此，随着全球为提高可扩展性所做的持续努力，包括芯片级 QKD 的开发，潜在的市场可能会增长，特别是随着车联网（V2X）和自动驾驶等趋势的发展。
在短期内，与PQC 相比，QKD的局限性引发了担忧，特别是对于即时保护需求而言。在不同密码方案之间进行转换是一个漫长的过程，大多数专家一致认为，现阶段仅依赖QKD 可能存在风险。
此外，在量子产业之外，关于加密还存在一场持续的伦理辩论，例如执法部门、政府和社交媒体公司在数据访问权限方面应如何区分。
单光子探测器硬件的竞争
最后，量子通信产业的另一个要素是：开发高灵敏度和超低噪声的单光子探测器硬件，以支持 QKD 系统。如今的 QKD 系统，正在基于半导体的探测器（如单光子雪崩二极管，SPAD）和超导探测器（如超导纳米线单光子探测器，SNSPD）之间做选择。
ID Quantique 公司目前为包括 QKD 在内的应用提供 SPAD 和SNSPD 探测器。与此同时，英国创新署投资150 万英镑（ ~186 万美元）的马可尼项目（Innovate UK MARCONIproject），旨在开发一种新型的 SPAD和 SNSPD 解决方案，以构建一个可扩展的国家 QKD 网络用于信息安全目的。SPAD 解决方案将是一种用于短距离 QKD 的低成本探测器，而SNSPD 在长距离通信方面性能更佳。
从长远来看，SPAD 和SNSPD在开发量子通信网络中是否真的能够相互补充，或者相关企业只是在分散风险，还有待观察。
市场展望
即使忽略量子计算机对加密技术的威胁，现有的加密技术虽然重要但也日益过时了。几乎每个行业都有必要仔细审视其加密灵活性，包括探索后量子加密解决方案。
但硬件方面的机会可能较为有限。QRNG 的应用正在增长，但在消费电子和汽车市场中，来自传统硬件RNG 在尺寸、成本和植入便利性方面的竞争非常激烈。从中期来看，QRNG 和QKD 在硬件方面更大的机会，可能仅限于数据中心，这是一个具有巨大增长潜力的领域；但从量子通信供应链参与者的角度来看，其市场潜力可能并没有一些人认为的那么大。
硅光子学
突破规模化瓶颈，硅光子学或成AI与数据中心新引擎
硅光子学要在AI和数据中心中规模化应用，仍需在能源效率、制造与封装、生态系统发展和成本优化方面继续突破。
文/René Jonker
工智能（AI）正在重塑我们所熟知的世界。ChatGPT 等生成式AI 工具以及其他大型语言模型（LLMs）的兴起，催生了大量新应用的爆发实时客户交互、高级分析和决策系统等，这些都需要前所未有的计算能力来支撑。这些进步也带来了诸多挑战。训练大型语言模型并支持其实际应用所需的计算强度，需要海量数据集、超低延迟和可扩展的基础设施。
AI 的这种增长并非一时潮流。它是我们这个世界以及我们对数据中心认知的一种根本性转变。有效扩展AI的能力，取决于重新思考能够支撑这些系统的架构和技术。硅光子学能够高速传输数据并降低功耗，为进一步拓展AI 的能力提供了一种关键解决方案。然而，与任何变革性技术一样，要实现硅光子学的大规模应用，需要先解决其面临的几个技术性和系统性障碍。
可扩展的基础设施
多年来，数据中心一直是视频流和电子商务等互联网驱动型工作负载的支柱。如今，AI 应用，尤其是由生成式模型驱动的应用，正在颠覆这一角色。AI 和机器学习的快速发展正在重新定义人们的预期，特别是在带宽、延迟和能源效率方面。
来自高盛（Goldman Sachs）的数据显示，2023 年至2030 年间，数据中心的电力需求预计将以 15% 的复合年均增长率（CAGR）增长，AI 数据中心的复合年均增长率将高达 50% 。到2030 年，预计数据中心消耗的电力将占美国总电力消耗的 8% ，而目前这一比例为 3% 。按照现有电气互连方式，这样的发展趋势难以为继。由硅光子学实现的光互连，是唯一可行的可扩展路径。
硅光子学已被证明是克服带宽瓶颈、应对电力挑战和减少热量产生的变革性技术。但它也并非是万能良药。尽管这项技术本身极具吸引力，但其全部潜力的发挥，还有赖于从材料科学到制造等各个层面的创新与协作。
硅光子学脱颖而出
硅光子学将人们熟知的硅半导体制造技术与光通信的变革性能力相结合。它能通过光传输数据，传输速度更快、效率更高，并且能够满足AI 工作负荷的巨大需求。
硅光子学不仅仅是一种渐进式的改进，而是一种范式转变。不同于传统的电气互连（很快将达到极限），光互连提供了一种可持续的方式来应对不断增长的数据量和AI 架构的复杂性。尽管在降低成本和扩大生产规模方面仍存在挑战，但硅光子学的优势——更高的带宽、更低的延迟和更低的功耗，使其成为未来基础设施中不可或缺的一部分。
硅光子学大规模应用面临的挑战
实现硅光子学的规模扩展并非易事，尚有一些重大挑战需要克服，特别是以下四个关键领域需要重点突破：
（1）能源效率。随着AI 工作负荷的持续增长，数据中心的功耗正成为一个重要问题。如果没有新的方法，预测显示能源消耗可能会呈指数级增长。硅光子学能够解决这一问题，与传统解决方案相比，硅光子学方案的功耗更低，产生的热量也更少，而且我们还可以在此基础上更进一步。比如共封装光学（CPO）等创新技术，与传统的可插拔解决方案相比，可将功耗降低多达 30% ，并且可以使光学组件更靠近芯片，以最大限度地减少能量损失。
（2）制造与封装。精度对于光子学至关重要，大规模对齐光学元件是制造过程中最大的挑战之一。目前的流程往往是手工操作，既不可扩展也不具备成本效益。需要采用自动化解决方案，并改善与其他技术（GPU 和存储单元）的集成，以真正释放硅光子学的潜力。
（3）生态系统发展。硅光子学要取得成功应用，还需要一个强大的工具生态系统、标准化的封装以及行业协作。例如，设计工具需要不断发展演进，以便能够以与传统电子设备一样的精度，建模复杂的光子学系统。
（4）成本优化。硅光子学要实现广泛应用，就必须具备价格优势。这意味着需要在不牺牲性能的前提下，提高制造效率并降低材料成本。
协作方式
创新并非孤立发生的。Soitec 公司开发了一种诸如绝缘体上硅（SOI）的工程衬底，作为硅光子学的基础。该材料旨在增强高性能应用所需的光学性能和机械稳定性，确保对成品率至关重要的均匀性和表面质量。
这仅仅是难题的一部分。要成功实现硅光子学的规模化生产，还需要整个半导体生态系统的协作，从衬底供应商到系统集成商等等。通过大家的共同努力，才能应对成本、效率和规模方面的挑战。
AI与数据中心架构
硅光子学的潜力远不止于改善当前的数据中心运营。其实现共封装光学等创新的能力，能够从根本上重塑AI架构。
通过缩短处理单元和存储单元之间的物理距离，硅光子学能够提高速度、效率和可扩展性。它为实时分析、更先进的AI 模型以及增强现实（AR）和自主系统等领域的新应用打开了大门。
构建可持续的未来
展望未来，必须始终将可持续性放在优先位置。AI的电力需求不能以牺牲环境健康为代价。硅光子学提供了一种大幅降低数据中心功耗和冷却需求的新途径。Soitec公司已经将可持续性融入其材料开发和制造过程中，以减少浪费并提高能源效率。
实现硅光子学规模化扩展的征程，既令人兴奋又充满挑战。AI 的需求要求我们以不同的方式思考，重新想象数据中心和计算基础设施的可能性。硅光子学将是下一波技术创新的推动者。
变革的步伐正在加快，尽管存在挑战，但我们坚信，通过协作、创新和决心，我们将迎难而上。
用于高功率半导体激光器散热的铜- 金刚石复合材料
近期，元素六（Element Six）推出了一种应用于半导体器件散热的铜- 金刚石复合材料，为半导体器件的散热
问题提供了全新解决方案，可应用于高性能计算（HPC）/AI 芯片、射频功率放大器、电源转换器、高功率半导体激光器等。
元素六此次发布的铜- 金刚石复合材料，结合了两种在散热领域表现卓越的材料：一种是广泛应用于半导体器件散热的铜，另一种是导热性能极为出色的金刚石。该材料由独特的制造工艺形成，其导热系数和热膨胀系数介于铜和金刚石之间，尺寸从几毫米到几厘米不等，是一系列高功率密度半导体器件的理想散热器选择。元素六首席技术官Daniel Twitchen 表示：“通过金刚石基复合材料无与伦比的导热性和耐用性，我们正在开启高性能设备的新时代，该复合材料不仅解决了当今的挑战，还为未来的进步奠定了基础。”
碟片激光
碟片技术：从实验室到产业革命的跃迁
本文从技术原理、发展历程、应用场景及未来趋势等方面，系统介绍了碟片激光技术的研究进展与产业化现状。
文/陆俊，苏州中辉激光科技有限公司技术总监碟片纪9激0 光年技代术发（展D起isk来 L的ase一r T种ec高hn性olo能gy固）态是激2光0 世技率可扩展性，在工业制造、医疗及科研领域占据重要地位。本文将从技术原理、发展历程、应用场景及未来趋势等方面，系统综述碟片激光技术的研究进展与产业化现状。
技术原理与结构特点
碟片激光器的核心创新在于其增益介质设计。传统固态激光器（如棒状或板条激光器）因热效应致光束畸变，碟片激光器则采用 100\upmum 量级厚度的薄盘状晶体（如掺镱钇铝石榴石 Yb:YAG），通过多通泵浦结构优化实现高效散热与高功率输出。这种设计让碟片激光器在千瓦级功率下，仍能保持近衍射极限的光束质量（ \left[\mathbf{M}^{2}{\approx}1\right. ），成为高精度加工的理想光源。碟片激光器在多方面具有独特优势，主要体现在散热、功率、效率、光束质量等方面，这使得其在工业加工和科研领域备受青睐。
（1）卓越的散热性能
独特的结构设计：碟片激光器的增益介质采用厚度仅为 100~300\upmum 的薄盘状晶体，如 Yb:YAG。这种薄盘结构极大地增加了散热表面积，使得热量能够更快速地散发出去。同时，薄盘通过背面水冷散热，热梯度小，能有效避免热透镜效应，保证了激光器在高功率运行时的稳定性和光束质量。
高效的轴向散热：薄盘通过高导热衬底，如金刚石或铜钨合金，与冷却系统直接接触，热量可沿轴向均匀扩散。这种轴向散热设计避免了横向温度梯度的产生，进一步减少了热透镜效应等热致光学畸变问题，确保了激光器的性能不受热量积累的影响。
（2）高功率输出能力
多碟片组合：碟片激光器可以通过多碟片串联或并联的方式，轻松实现功率的扩展。从千瓦级到万瓦级的输出能力，使其能够满足各种不同工业应用和科研需求。例如在工业加工中，高功率碟片激光器可用于厚板切割、深熔焊接等对能量要求较高的工艺。
稳定的高功率运行：得益于良好的散热性能和优化的光学结构，碟片激光器在高功率输出时，能够保持稳定的工作状态。相比其他类型的激光器，碟片激光器在长时间高功率运行过程中，能够更有效地避免因热积累等问题导致的功率波动和性能下降，保证了加工质量和实验结果的可靠性。
（3）高光束质量
接近衍射极限：碟片激光器能够保持近衍射极限的光束质量，通常其光束质量因子 \mathbf{M}^{2}{\approx}1 或 \mathbf{M}^{2}{\approx}1.1 。这意味着激光束具有高度的方向性和聚焦能力，能够在目标上产生极小的光斑尺寸，从而实现高精度的加工和测量。在科研领域，高光束质量的激光对于精密光谱学、量子光学等实验至关重要，能够提高实验的分辨率和准确性。
低光学畸变：薄盘状增益介质和优化的光学腔设计，使得碟片激光器在激光产生和传输过程中，产生的光学畸变极小。这保证了激光束在传播过程中的形状和质量，使其能够在长距离传输和高能量密度应用中保持良好的性能。
（4）高电光转换效率
高效泵浦结构：碟片激光器采用多通泵浦结构，泵浦光多次穿过碟片，通常为16-32 次，显著提高了泵浦效率。这使得输入的电能能够更有效地转化为激光能量，其电光转换效率可达 30% 以上，远高于传统固体激光器的10%{-}20% 和 CO_{2} 激光器的约 10% 。
减少能量损耗：碟片背面镀有高反射膜层，形成谐振腔，减少了腔内损耗。同时，优化的光学元件和光路设计，也进一步降低了激光传输过程中的能量损失，提高了整体的电光转换效率，降低了运行成本，提高了能源利用效率。
（5）增益介质长寿命
应力设计：由于碟片激光器的薄盘结构能够有效降低热应力，增益介质在长期工作过程中受到的热损伤较小，从而延长了碟片的使用寿命。碟片的寿命通常可达数万小时，相比其他一些激光器，大大减少了维护和更换部件的频率和成本。
稳定光学性能：长寿命的增益介质能够保证激光器在长时间运行过程中，保持稳定的光学性能。这对于需要长期稳定工作的工业生产和科研实验来说，具有重要意义，能够减少因激光器性能变化而带来的生产质量波动和实验误差。
（6）波长可扩展性
非线性晶体应用：碟片激光器可以通过采用非线性晶体等技术，实现波长的扩展。能够产生 515nm 绿光、343nm 紫外等多种波长的激光输出，满足了不同领域对特定波长激光的需求。
多领域应用支持：不同波长的激光在各个领域有着独特的应用。例如，绿光激光在水下通信、生物成像等领域具有优势，紫外激光在微电子制造中的光刻工艺、材料表面处理等方面有重要应用。
图1 所示为中辉激光推出的典型碟片放大模块，最高可以获得超过3kW 储能。
发展历程与技术突破
碟片激光技术的发展是一个充满创新与突破的过程，以下是其详细发展历程。
（1）早期探索与概念形成
20 世纪80 年代末至90 年代初，随着工业制造和科学研究对高功率、高质量激光光源需求的不断增长，传统的固体激光器如棒状激光器和板条激光器，由于热效应问题，在功率提升和光束质量保持方面遇到了瓶颈。科研人员开始寻求新的技术方案来解决这一难题。
1994 年，德国斯图加特大学的 Adolf Giesen 团队首次提出了 Yb:YAG 碟片激光器的概念，其核心是采用厚度仅为 100~300\upmum 的薄盘状Yb:YAG 晶体作为增益介质，这种独特的薄盘结构为解决散热问题提供了新的思路。
（2）概念提出与实验室验证阶段（1990 - 2000 年）
技术原理验证：在这一阶段，研究人员主要致力于从理论和实验两方面验证碟片激光器概念的可行性。通过对薄盘状增益介质的热特性、光学特性等进行深入研究，设计并搭建了基于碟片结构的激光实验系统。
功率突破：实现了百瓦级的激光输出，证明了碟片激光器在解决散热问题后，能够在一定程度上提高激光输出功率和光束质量。但此阶段的碟片激光器仍处于实验室研究阶段，在稳定性、可靠性以及成本等方面还存在诸多问题，距离商业化应用还有较长的路要走。
（3）工业化应用与功率提升阶段（2000 - 2010 年）
商业化开端：2000 年代初，德国Trumpf 公司推出了首台商用碟片激光器TruDisk 系列，标志着碟片激光技术开始走向工业化应用。该系列产品功率突破千瓦级，凭借其高功率、高光束质量和较好的稳定性，迅速在汽车制造行业的车身焊接等领域得到了广泛应用，大众、宝马等汽车品牌都采用了TruDisk系列碟片激光器进行车身焊接，大大提高了焊接质量和生产效率。
国际竞争与发展：同期，美国相干公司（Coherent）和日本松下（Panasonic）等国际知名企业也加入到碟片激光器的研发行列，形成了国际竞争与合作的局面。各企业通过不断优化技术和工艺，推动碟片激光器的功率向万瓦级迈进，进一步拓展了碟片激光器在工业加工领域的应用范围，如在厚板切割、表面处理等方面也展现出了优异的性能。
（4）多波长扩展与超快技术融合阶段（2010 年至今）
波长扩展：近年来，随着材料科学和非线性光学技术的发展，碟片激光器通过采用非线性晶体等技术手段，实现了波长的扩展。成功产生了 515\mathfrak{n m} 绿光、 343nm 紫外等多种波长的激光输出，满足了微电子制造、医疗美容、生物成像等对特定波长激光有需求的领域。例如，在微电子制造中，紫外波长的碟片激光器可用于高精度的光刻工艺；在医疗领域，绿光和紫外光可用于皮肤病治疗、眼科手术等。
超快技术融合：碟片激光器还与超快激光技术实现了深度融合，作为超快激光放大器（如飞秒脉冲）的泵浦源，为阿秒科学和强场物理等前沿科学研究提供了强大的技术支持。在阿秒科学研究中，碟片激光器驱动的超快激光系统能够产生阿秒级的光脉冲，使科学家能够直接观测和操控原子和分子内部的电子运动，为探索微观世界的物理规律提供了新的手段；在强场物理领域，高功率碟片激光器产生的强激光场可以与物质相互作用，产生高次谐波、相对论效应等一系列新奇的物理现象，推动了强场物理学科的发展。
未来，碟片激光技术有望在进一步提高功率、优化光束质量、降低成本、拓展应用领域等方面取得新的突破，与其他新兴技术的融合也将为其发展带来更多的可能性。中辉激光作为国内工业级碟片激光器供应商，陆续推出了功率100\~1000W，脉宽 800fs~20ns ，光束质量 \mathbf{M}^{2} 从1.1到25 的系列脉冲激光产品。2019 年完成工业化碟片增益模块的研制；2020 年国内率先完成符合工业标准的碟片激光器量产机型；2022 年推出工业级150W 系列碟片激光器产品；2024 年初推出工业级300W 系列碟片激光器产品；同年9 月推出工业级 1000W 系列碟片激光器产品。该系列激光产品具备三大特色：脉冲从数百飞秒到数十纳秒可定制；光束质量 \mathbf{M}^{2} 从1.1 到20 可定制；功率从百瓦到数千瓦可定制。
碟片激光器的应用
（1）纳秒级碟片激光器（1\~1000ns）
技术特点：脉冲能量随脉宽延长而增加，1000ns脉宽下可达数百焦耳； 1~100ns 以快速热冲击为主，100\~1000ns 为渐进式热传导，典型功率 1~10kW （工业级）。
分段应用场景：
• 1~100ns ：用于高精度切割/ 标记，如汽车电池极耳切割，100ns 脉宽切口无毛刺。• 100~500ns ：适用于厚板焊接/ 熔覆，核电站不锈钢管道焊接， 300ns 脉宽熔深达 8mm 。• 500\~1000ns ：用于大体积材料处理，矿山机械齿板表面硬化， 800ns 脉宽硬化层厚度 1.2mm 。• 新增应用：超厚金属钻孔，石油钻杆深孔加工；高分子材料改性，轮胎模具表面纹理加工；航空航天涂层清除，飞机蒙皮聚氨酯涂层剥离。
（2）皮秒级碟片激光器（1\~1000ps）
技术特点：1\~100ps 实现“ 冷加工”， 100~1000ps 热影响区逐渐增大；1ps 脉宽下峰值功率可达10GW 级，1000ps 降至100MW 级，重复频率 1~10MHz 。
分段应用场景：
• 1~10ps ：用于脆性材料切割，手机玻璃盖板异形切割，5ps 脉宽崩边 <2\upmum 。
• 10~500ps ：适用于薄膜加工/ 打标，太阳能背板膜刻蚀， 200ps 脉宽线宽 15\upmum 。
• 500~1000ps ：用于中等精度焊接，精密传感器封装焊接，800ps 脉宽热影响区 50\upmum 。
• 新增应用：3D 玻璃成型，车载曲面触控屏热弯模具加工；多层PCB 微导通孔，5G 基站电路板通孔加工；生物组织消融，牙科种植体表面活化。
（3）飞秒级碟片激光器（1\~1000fs）
技术特点： {<}100fs 主导非线性电离，100\~1000fs热弛豫效应增强；1fs 脉宽对应 0.3\upmum 空间分辨率，近衍射极限；通过OPO 可覆盖 UV - THz 波段。
分段应用场景：
• 1\~100 fs ：用于量子材料制备，拓扑绝缘体表面态调控，50fs 脉宽，缺陷密度 <10^{8}/cm^{2} 。
• 100\~500 fs ：适用于超精密钻孔，喷墨打印机喷嘴加工，300fs 脉宽，孔径 5\upmum±0.1\upmum 。• 500~1000 fs ：用于透明材料改性，VR 透镜波导结构刻写，800fs 脉宽，折射率变化 \Delta{ n}=0.01 。
新增应用：太赫兹波产生，安检成像系统光源；钙钛矿薄膜划线，光伏组件P1/P2/P3 层加工；细胞级手术，神经元突触精准切断。
未来应用
激光剥离（LLO）
• Micro LED 制造： 206nm 深紫外：直接解离GaN/ 蓝宝石界面，实现原子级平整剥离（粗糙度 {<}2nm ）； 515nm 绿光：通过多光子吸收处理透明蓝宝石，良率达 99.5% 。
• 柔性显示： 257nm 紫外：剥离聚酰亚胺（PI）基板，速度 120mm/s （零碳化）； 1030nm 红外：清除硅基临时键合胶层，效率提升3 倍。
• 技术亮点：多波长协同（如 1030nm 预热+206nm 解离）降低热应力 70% 。
激光退火（LA）
• 半导体制造： 515nm 绿光：LTPS 晶粒尺寸调控（ (50~300nm) ），用于OLED 背板； 343nm 紫外：修复 MoS_{2} 硫空位，缺陷密度降至 10^{10}/cm^{2} 。• 先进芯片： 257nm 深紫外：钙钛矿薄膜退火，效率 25.5% （抑制 {Pb}^{0} 缺陷）； 1030^{+515nm} 双波长：3\;nm FinFET 掺杂活化率 {>}99.9% 。
下转第33页超快加工
高效储能新路径：皮秒激光技术推动锌离子电池发展
皮秒激光在锌阳极表面构建疏水性微纳结构，抑制锌枝晶的生长和析氢反应，大幅提高锌离子电池的循环寿命和稳定性。
文/刘子瑄，易金，戴晔；上海大学随可再生能源的持续发展，渐成为全球关注的焦点。在众多储能技术中，水系锌离子电池（AZIBs）以其高容量、低成本、高安全性和环境友好等特点，成为近年来的研究热点。作为一种极具潜力的储能系统，AZIBs 基于锌金属作为阳极材料，兼具良好的导电性、高储能密度及优越的环境兼容性。然而，由于电化学循环过程中的一系列副反应问题，AZIBs 的实际应用始终面临严峻挑战。典型问题包括：
●枝晶生长：在局部高电场驱动下，锌金属在阳极表面的沉积常以无序形式发生，形成尖锐的枝晶结构，不仅增加了短路风险，还会导致循环寿命缩短。
●析氢反应（HER）：电解液中的水分子在电化学反应中被还原为氢气，不仅消耗了电池的储能容量，还加剧了电极的腐蚀。
●腐蚀和钝化：锌阳极表面的不均匀腐蚀和钝化层的形成阻碍了离子传递，进一步降低了电池的性能。
为了解决这些问题，科学家们提出了一系列解决方案。其中，Kang等人[Adv. Energy Mater. 8, 1801090(2018)] 通过在锌阳极表面覆盖 CaCo_{3} 涂层以提高循环稳定性；Ren 等人[Adv. Funct. Mater. 34, 2312220 (2023)]利用ZnO 涂层对锌阳极进行改性，实现均匀电场分布。各种电解质添加剂也已被证明可有效抑制树突生长[ACS Energy Lett. 5, 3012 (2020)]。然而，传统方法往往面临成本高、工艺
复杂以及稳定性不足等问题。与各种化学途径相比，激光加工更具成本效益，并且适用于大规模生产。Yang 等人 [Nanomanufactur. and Metrol. 6, 16(2023)] 利用飞秒激光诱导的石墨烯涂层，降低了Zn 的成核过电位和沉积电位；Na 等人[ACS Energy Lett. 8,3297 (2023)] 使用了纳秒激光光刻策略，得到了优异的电化学性能；Yao等 人[ACS Appl. Mater. Interfaces 15,16584 (2023)] 用飞秒激光在锌阳极表面制造了微纳米结构，这类结构不仅可以改善材料的物理化学性能，还能够通过优化电场分布和调控电化学反应动力学，从根本上提升电池性能。作为超快激光技术的代表，皮秒激光的脉宽在 10^{-12} 秒量级，其极短的脉宽使激光与材料之间的能量传递时间极为有限，从而显著减少了热扩散的影响。正是由于这种特性，皮秒激光能够在材料表面精确构造出高分辨率的微纳
结构，同时不会对材料的基体深处造
成损伤。在锌离子电池阳极的改性研
究中，这种技术的优势尤为明显。在
锌离子电池的研究中，皮秒激光技术
通过在锌阳极表面构建周期性微纳结构，不仅显著提升了材料的疏水性能，还有效抑制了锌枝晶的生长和析氢反应的发生，从而大幅提高电池的循环寿命和稳定性。
近期，上海大学的研究人员[Adv.Funct. Mater. 2417546 (2025)] 进一步发展了这项技术。他们通过皮秒激光技术在锌阳极表面设计了一种由微米级方形阵列和纳米级粗糙结构组成的复合结构。具体而言，每个方形阵列单元的尺寸约为 8~9\upmum ，其内部粗糙度进一步提升了结构的抗腐蚀特性。这种微纳结构相比于传统平滑的阳极表面，在优化电场分布和引导锌离子沉积方面发挥了重要作用。
通过对锌阳极表面构建微纳结构，研究团队得到了以下实验结果：
（1）耐腐蚀性能显著提高
普通锌阳极和激光处理后的锌阳极（PLL-Zn），分别被浸泡在 ZnSO_{4} 溶液中7 天。结果显示：普通锌阳极表面在浸泡1 天后已出现明显的腐蚀坑，7 天后几乎完全被副产物覆盖；而PLL-Zn 表面则能够保持清晰的微纳结构，仅有少量腐蚀痕迹。
能谱分析（EDS）结果也表明，PLL-Zn 阳极表面腐蚀产物的含量远低于普通锌阳极，进一步验证了微纳结构对抗腐蚀性能的显著提升。这是由于经过激光加工的阳极表面具有显著提升的疏水性，水接触角从普通锌阳极的约 94° 提高到 126° 。这种疏水特性减少了阳极与电解液的直接接触，降低了电化学腐蚀和析氢副反应的发生概率，延长了阳极的使用寿命。
（2）抑制枝晶生长，优化沉积行为
通过皮秒激光构造的微纳结构，为锌离子的沉积提供了更多的成核位点，并且在锌阳极表面实现了电场的均匀分布，这种均匀电场引导了锌离子的有序沉积，避免了因局部高电场导致的枝晶生长。
实验表明，普通锌阳极表面在工作5 分钟后出现不规则沉积物和凸起，这些突出位点意味着此处更高的局部电场，导致 Zn^{2+} 的聚集沉积，使得20 分钟后观察到明显的树突。相反，PLL-Zn 阳极在沉积过程中保持平坦的表面，反映了 Zn^{2+} 的均匀扩散和致密成核。
（3）优先晶面沉积
激光构造的微纳结构，能够引导锌离子优先沿（002）晶面沉积，而
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高精度六轴并联运动定位系统
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![图2：裸Zn和PLL-Zn的电化学行为示意图[Adv. Funct. Mater. 2417546 (2025)]。](https://book.yunzhan365.com/kzxt/zdpt/markdown/images/b9de0768f79805b6825f4c71ce885090e34c4560e771c72260f74dfc416bdfc9.webp)
该晶面具有最低的表面能和较高的热力学稳定性，从而提高了锌阳极的电化学稳定性。X 射线衍射（XRD）分析验证了这一点：与普通锌阳极相比，激光改性后的锌阳极在（002）晶面的峰强显著增强。这种沉积行为的优化，不仅提高了阳极的电化学稳定性，还延长了电池的循环寿命。
（4）电化学性能大幅优化
• 锌对称电池的长寿命循环
经激光处理的锌阳极，在对称电池测试中展现出长达1400 小时的稳定循环寿命，而未处理的锌阳极在40小时内因枝晶生长而引发短路。这表明，皮秒激光构造的微纳结构显著延长了电池的使用寿命。
• 锌- 铜半电池的高库伦效率
在锌- 铜半电池的测试中，改性锌阳极实现了高达 99.83% 的平均库伦效率，远高于普通锌阳极。皮秒激光扫描后表面的优异疏水性能是实现这一改进的关键，其显著减少了电解液与阳极表面的直接接触，从而降低析氢反应发生的概率，同时大幅提升了材料的抗腐蚀性能和长期循环稳定性。
• 锌- 锰氧化物全电池的稳定性能在全电池测试中，激光处理后的锌阳极进一步验证了其综合性能的优势。在 1~A/g 的电流密度下，基于PLL- .Zn 的 Zn||MnO_{2} 全电池在600 次循环后，表现出高达 68.7% 的容量保持率，而普通锌阳极仅为 50.4% 。这一结果表明，激光构造的微纳结构不仅优化了锌离子的沉积行为，还显著改善了电池的倍率性能和长期循环稳定性。即便在高电流密度下，激光改性锌阳极依然能够保持较低的电压极化和稳定的放电曲线，展现出优异的倍率性能。
综上所述，皮秒激光技术通过构建具有优异性能的微纳结构，从多个方面显著优化了锌阳极的电化学性能。这一技术为解决锌阳极的传统问题提供了全新的思路，同时为锌离子电池在大规模储能领域的应用奠定了坚实基础。更重要的是，皮秒激光技术在微纳结构制备过程中展现出了高度灵活性与可控性。研究人员通过调节激光功率、扫描速度和加工路径，可以精确控制表面微纳结构的尺寸和形貌，以满足不同储能需求。这种独特的优势，使得皮秒激光技术不仅适用于锌离子电池，还能扩展到锂离子电池、钠离子电池以及超级电容器等其他储能技术中，在优化电极材料性能和解决枝晶抑制、离子沉积等关键问题上展现出巨大潜力。
从更广泛的视角来看，皮秒激光技术不仅在实验室中展现了极大的研究价值，还具备了向工业化推广的潜力。通过与先进制造技术和智能控制系统的结合，这项技术将推动储能设备的定制化研发，并为更大规模的应用铺平道路。然而，其在广泛应用中仍面临设备成本、加工效率和规模化一致性等挑战，这些问题的解决需要持续的跨学科协作和技术创新。值得一提的是，锌离子电池凭借其高容量、低成本和环境友好的特性，在电网调节、分布式储能以及可再生能源并网等实际应用场景中具有广阔的前景，而皮秒激光技术的应用显著提升了锌离子电池的寿命、效率和安全性，为其在储能市场中占据更重要位置提供了强有力的支持。
总之，皮秒激光技术在锌离子电池性能提升中的成功应用，不仅是一项重要的技术突破，也为实现绿色、可持续能源存储提供了全新助力。随着激光加工技术与电化学材料设计的深度融合，这一领域有望持续取得创新成果，并推动储能技术向更高效、更可靠的方向发展。
激光雷达
LiDAR 传感技术之争：调频连续波FMCW 与飞行时间ToF
在各类光探测与测距技术中，调频连续波（FMCW）激光雷达有望成为飞行时间（ToF）激光雷达系统的有力替代方案。
文/Clement Kong
调雷达（LiDAR）的工作原理，LiDAR 系统不同。ToF LiDAR 测量光脉冲从发射到碰到物体并返回所需的时间，而 FMCW LiDAR 则分析从物体反射回来的光波的频率变化。这使得 FMCW LiDAR 具有一些显著优势，尤其是在精度和分辨率方面。
FMCW LiDAR 的一个关键优势在于，它能够在不影响信号完整性的情况下处理更高的光功率。相比之下，ToF 系统，特别是那些使用半导体芯片的ToF 系统，在应对高功率光脉冲时往往存在困难。它们的光路通常存在“泄漏”问题 —— 过高的功率会导致信号损失，尤其是当光需要传播较长距离或从明亮物体反射时，这会导致ToF 系统在实际环境中缺乏可靠性。
另一方面，FMCW LiDAR 能够在承受更高峰值功率的同时，保持其测量精度，这使其非常适合工厂自动化和自动驾驶等对精度要求极高的应用场景。在这些具有挑战性的应用环境中，FMCW LiDAR 展现出了卓越的性能，与 ToF 系统相比，具有更高的一致性和可靠性。
ToF系统的问题：光晕现象和测距限制
虽然 ToF LiDAR 因其简单性和可靠性而广受重视，但它也面临着几个关键问题。其中最显著的问题之一是“光晕现象（blooming）”，当LiDAR 传感器接收到来自明亮物体的强烈反射时，就会出现这种现象。交通标志、安全背心或高反射表面都会引发光晕现象，导致该明亮物体周围出现模糊和误报点。光晕现象在建筑工地或繁忙的城市区域尤为棘手。
为了应对光晕现象，LiDAR 系统使用滤波器去除误报点，但这种滤波操作本身也会带来一系列挑战。过滤掉明亮的反射可能会遗漏对其附近物体的探测，比如反射性交通锥附近的行人，这对于自动驾驶安全来说是一个重大隐患。
除了光晕现象，ToF 系统还存在测距限制。由于眼睛安全法规和能量限制，使用垂直腔面发射激光器（VCSEL）和单光子雪崩二极管（SPAD）等技术的LiDAR 系统，在发射功率上会存在一定的限制。增加功率来扩大ToF 系统的测距范围只会加剧光晕问题——这里存在一对矛盾体，即增加测距范围，就会降低测量精度。
自动驾驶车辆既需要长距离探测能力，又需要高探测精度，因此ToF系统存在的上述问题，导致其并不太适合下一代LiDAR 传感器系统。
是什么让 FMCW LiDAR更具成本效益？
成本是LiDAR 普及的最大障碍之一，尤其是对于汽车行业以及其他大规模市场部署至关重要的行业。传统的LiDAR 传感器价格昂贵，这将其使用范围限制在高端应用和原型制作中。为了实现在自动驾驶汽车及其他应用领域的规模化部署，LiDAR 系统的成本必须大幅降低。
这正是 FMCW LiDAR 的优势所在（见图 1）。虽然 FMCW 系统通常比 ToF 系统需要更多组件，但通过降低制造复杂性和成本，FMCW系统具有更大的集成潜力。FMCWLiDAR 可以集成到单个芯片或片上系统（SoC）设计中，这显著降低了生产成本（见图 2、图 3）。通过减少分立组件的数量，FMCW 系统更易于大规模生产，成本也更低，这使其在汽车、机器人和工业自动化等领域的大规模应用中更具成本效益。
相比之下，ToF 系统需要分立组件，这会导致更高的制造成本和复杂性，使得大规模生产的可行性较低。虽然 FMCW LiDAR 的性能优势显而易见，但其面临的挑战在于：扩大生产规模以满足各个行业的应用需求。
FMCW LiDAR势头渐起
FMCW LiDAR 在各个行业正获得显著的发展动力，尤其是在机器人领域。原始设备制造商（OEM）和一级供应商正在越来越多地探索FMCW 解决方案，预计在未来几年内FMCW LiDAR 将获得广泛应用。
FMCW LiDAR 受欢迎的关键原因之一是，它能够在广泛的环境条件下保持稳定的性能。与在强光或弱光环境中可能会遇到困难的 ToF 系统不同，FMCW LiDAR 在各种光照条件下都具有出色的表现。这使其在自动驾驶应用中特别有价值，因为自动驾驶要求传感器无论在明亮的白天，还是在完全黑暗的夜晚环境中，都能够可靠地运行。
除了汽车应用外，FMCWLiDAR 在长距离上提供高精度且不会出现光晕现象的能力，也为工业自动化、机器人和测绘应用提供了颇具吸引力的解决方案。FMCW LiDAR 在复杂、动态环境中所表现出的性能，使其成为需要先进三维（3D）传感的行业的首选技术。
迈向主流应用之路
尽管具有诸多优势，FMCWLiDAR 仍在不断发展，其被市场大规模广泛应用尚需时日。FMCW 技术比ToF 技术更为复杂，这使其在保持成本效益的同时进行大规模生产，成为一项重大挑战。但是，随着集成化小规模解决方案变得更加可行，将有助于FMCW 系统成本的降低。在半导体芯片上进行大规模生产也有助于降低成本、提高可靠性并增强可扩展性。
这将有助于 FMCW LiDAR 成为从自动驾驶到机器人等行业的主导技术，进一步的创新将加速其应用。
经济实惠的 FMCW LiDAR
Voyant 公司推出了经济实惠的FMCW LiDAR 技术及其 CARBONLiDAR 系统（见图 4）。这是一款超低成本的 FMCW 四维（4D）LiDAR，旨在为广泛的行业和不同预算的用户提供高性能的 3D 传感。它采用了片上LiDAR 技术（LiDAR-on-chip），这是一种高度集成的硅光子芯片，其将数千个光学和电气组件（包括片上光束转向）集成到一个紧凑的、只有指甲大小的模块中。
CARBON LiDAR 紧凑的外观和
强大的功能，能够在每个像素点即时
测量速度，且精度极高，非常适合实
时物体探测。其低成本（单台应用售
价 1490 美元）有望使尖端LiDAR 技
术得到更广泛的应用。下转第30页
超快技术
超快激光器推动非线性显微镜、环境传感及量子技术发展
基于光纤的超快激光器所取得的一些最新进展，将它们的应用拓展到了材料加工、非线性光学以及量子技术领域。
文/Wojciech Gora，Chromacity公司能超快激光器，正在越来越长的应用，其应用领域涵盖高端制造、传感、诊断、基础研究、环境监测以及医疗保健等。
为了将超快激光器拓展到新的应用领域，多年来研发人员付出诸多努力，以满足市场中不断变化的多样化工艺要求。这推动了超快激光器技术不断挑战新的发展极限，使得如今的超快激光系统更加紧凑可靠，且节能易用。这在很大程度上得益于基于光纤的超快激光器所取得的诸多发展。
新型紧凑风冷式光纤激光器的发展，得益于被动锁模技术的进步，该技术可产生超短光脉冲。最为广泛应用的锁模技术包括半导体可饱和吸收镜（SESAM）、非线性偏振旋转、非线性光纤环形镜以及碳纳米管可饱和吸收体。
Chromacity 公司的固定波长光纤激光器，依赖主振荡功率放大器（MOPA）架构，来确定和管理功率与脉冲质量之间的平衡。其谐振腔设计和非线性偏振旋转锁模技术，能够在保持最高激光斜率效率的同时，产生高质量的超快脉冲（见图 1）。从锁模振荡器获得的后续功率提升，有利于将单个功率放大级的平均功率提升至5\~10W，且无需额外的前置放大器。
这使我们能够利用自由空间和光纤架构，制造出超高效且小尺寸的激光器，便于集成到任何系统中。
非线性显微镜
非线性显微镜技术是受超短飞秒脉冲推动的领域之一。非线性显微镜技术中使用二次谐波产生（SHG）显微镜、双光子荧光寿命成像显微镜（2P-FLIM）以及双光子激发荧光（2PEF）显微镜等方法。这些技术利用红外（IR）光的低吸收和散射特性，提高对生物样本的深度测量能力。通过使用飞秒脉冲红外激光辐射，它们产生更短波长的光来对样本成像。
紧凑风冷式激光器的发展，为非线性显微镜技术带来了革命性变化，使得该技术更易于应用。过去，这一领域一直由钛宝石（Ti:Sapphire）激光器主导，这主要源于其在680~1080nm 之间具有可调谐性。但具有诸多优势的紧凑型风冷式固定波长光纤激光系统，正推动其在非线性显微镜技术应用领域迅速普及。尽管钛宝石激光器具有可调谐性，但光纤激光器占地面积更小、维护成本低且总体拥有成本更低，这些优势弥补了其不可调谐的不足。
要使光纤激光器全面成为 2PEF显微镜等非线性显微镜成像系统的首选激光源，关键在于其波长需要与荧光团吸收线重叠。这促使了与之相匹配的激光器的开发，尤其是波长为920nm 、 1040nm 和 780nm 的激光器。Chromacity 公司开发了一款 920nm 的飞秒激光器，用于激发 2PEF 显微镜和神经科学成像中常用的荧光团。
环境传感
环境气体监测是全球重点关注事项，需要强大且灵敏的实时测量技术。实时测量和评估气体排放的能力，对于改善众多行业的环境影响至关重要，这些行业包括气体开采与加工、工业设施、污水处理厂、农业、林业以及垃圾填埋场等。一种可行的解决方案是基于开放式傅里叶变换红外光谱（FTIR）的系统（见图 2）。
对于此类应用，理想的激光源系统必须具有高度可调谐性，能够实现高分辨率光谱分析，并具备良好的光束质量。光参量振荡器（OPO）可满足这些要求（见图 3）。其在1.4~12\upmum 范围内选择感兴趣波长区域的能力，提供了前所未有的灵活性，并且可以针对众多感兴趣的吸收线。在最近与赫瑞瓦特大学DerryckReid 教授及其研究小组合作的一个项目中，成功证明了使用这种类型的激光器用于长距离气体吸收测量中的激光光谱学应用的可行性。该系统经过调谐，以甲烷和乙烷吸收带为目标，展示了以十亿分之一精度测量气体浓度的能力。
量子技术
在过去的十年中，量子技术取得了显著发展。量子技术范畴内的许多应用，如量子光谱学、量子纠缠和量子密码学等，正推动着激光技术的发展方向。这些应用的基础是可靠地产生量子纠缠的能力。
实现量子纠缠的方法之一是自发参量下转换（SPDC）。该技术通常需要一个能够产生超短脉冲的激光系统，为产生 SPDC 的非线性晶体提供极高的峰值功率。产生飞秒脉冲的固定波长激光器是此类应用的理想选择。
量子光谱学等应用需要更复杂的激光源，这些激光源能产生宽光谱的红外波长，
以实现更大的灵活性。超短脉冲持续时间与中红外可调谐激光器是理想组合，从短波红外到长波红外光选择波段的能力，为该应用提供了卓越的适应性。
而能够选择从短波红外到长波红外（SWIR\~LWIR）的波段范围，则为应用提供了卓越的适应能力。
未来展望
在过去的二十年里，超快光纤激光技术已经显著成熟，使得大多数用户能够受益于其易用性、高效性和低成本。随着锁模材料科学、电子元件小型化以及光学效率等方面的最新进展，超快激光器有望变得更小、更高效且功率更高。这将促使新材料加工、非线性光学和量子应用领域的新用户更倾向于采用该技术。
蓝光激光器
基于COS 封装的高可靠性空间光输出蓝光激光器
10\~60W空间输出蓝光激光器残余发散角小于 \partial.I^{o} ，并通过多项环境可靠性测试，是桌面雕刻机的理想光源。
文/凯普林光电
随下降和功率的快速提升，速增长。激光雕刻机可辅助手工艺创作在木材、亚克力、不锈钢、皮革甚至树叶等材料上完成DIY 加工。
蓝光激光器因其优异的聚焦能量密度及在木材等材料中的高吸收率，成为消费级激光雕刻机的主要光源。激光功率直接决定雕刻机的加工效果和速度，近年来，雕刻机光源功率快速提升：2021 年市场主流产品为5W，2023-2024 年功率持续攀升，10W、20W 及40W 等产品相继问世。
早期的消费级激光雕刻机采用TO 封装蓝光激光器和CoreXY 机械结构。激光器与风冷散热器固定于机械结构上，加工时随机械结构高速移动。随着光源功率的增加，废热也随之升高，笨重的风冷散热结构及增加的重量，限制了CoreXY 结构的加工速度。为提高雕刻速度，采用振镜和场镜结构的激光雕刻机应运而生。此类设备中激光器保持固定，通过振镜系统的快速响应实现大幅面高速加工。
由于蓝光激光器的高光子能量，封装工艺会影响其长期可靠性。Nichi和Osram 等厂商的TO 封装蓝光激光器，已经在激光显示和汽车市场得到长期运行验证。然而在激光雕刻机应用中，成像点的光束质量和光斑尺寸直接影响着加工效果。TO 封装蓝光激光器的芯片缩进会影响光学准直和整形，导致出现如图2 所示的单侧光斑散斑。此外，随着功率提升，TO封装蓝光激光器的高热阻问题也逐渐凸显。
基于COS 封装的蓝光激光器具有低热阻、优异的光学准直和聚焦效果等优点，本文将介绍凯普林光电（BWT）在COS 封装的蓝光激光器的失效模式、可靠性改进和验证方面的研究成果。
蓝光激光器失效模式与工艺控制方法
短波长半导体激光器，其高能量的光子容易与环境气氛发生化学反应，封装引起的失效是GaN 基蓝光半导体激光器的主要失效模式。已有研究报道表明， 405nm\;GaN 激光器腔面退化过程中，表面出现碳沉积。[1]2021 年，王晓伟等人发现未密封激光器在老化30 小时后，端面出现黑色条纹，与光功率下降现象一致；SEM与EDS 分析表明条纹成分为 SiO_{2} ，源于空气中悬浮的微米级硅颗粒。[2]
为了实现激光器模块小型化，封装内除了激光芯片外，还需要集成光学透镜和透镜固定胶水。在激光器模块整体密封的情况下，凯普林光电在早期的老化实验中，仍然观察到类似的 SiO_{2} 沉积失效模式，如图3 至图6所示。
针对 SiO_{2} 沉积失效，凯普林光电通过多组实验设计（DOE）分析影响因素，并对显著因素进行工艺优化，主要控制方法包括：
（1） 低释气的胶水选择；
（2） 胶水充分的预固化与后固化；
（3） 密封气体组分及比例；
（4） 工艺环境与密封气体洁净度；
（5） 密封气体湿度控制。
静电放电、瞬态过流和短路过流等导致的芯片体损伤，是另一种典型失效模式，典型现象如图7 所示。
针对电学损伤的防护措施包括：
（1）制造过程中的静电防护（如离子风机、防静电手环）；
高可靠性蓝光激光器设计与验证
（2）在COS 或激光器模块上增加瞬态电压抑制器（TVS）或稳压二极管保护。
对快轴和慢轴进行准直，随后通过快轴方向空间合束结合偏振合束技术，凯普林光电完成了10\~60W 空间输出高可靠性蓝光激光器的设计与制造。图8 为典型的20W 与40W 激光器的功率- 电流- 电压（PIV）曲线及光谱。
为不同的激光雕刻机结构提供定制化光源解决方案：针对CoreXY 运动结构的激光雕刻机，提供固定焦深的空间输出激光器；针对振镜和场镜结构的激光雕刻机，提供准直输出、发散角可调功能的空间输出激光器，如图9 所示。
针对COS 蓝光激光芯片，分别
基于COS 封装的蓝光激光器已通过多项可靠性测试，包括 85 ^c 高温存储、 -40°C 低温存储、 -40~85°C 温度循环、振动与机械冲击测试以及3000 小时高温加速老化测试（见表1 和图10）。
基于在COS 封装蓝光激光芯片及模块工艺控制方法方面的经验，我们也实现了 50\upmum 芯径、0.22NA 的80W 光纤输出，其PIV 曲线如图11 所示。耦合效率超过 90% ，且 0.15NA/0.22NA 功率占比高达95% 以上，满足高亮度应用需求。
| TestSequence | Test Item | Conditions | Test Qty. |
| A-1 | LowTepmerature Storage | -40°C,72hrs | 3 |
| A-2 | Mechanical Shock | 50g3m shalf-sine,5times/axis,6 axes | |
| A-3 | Vibration | 20g,20Hz-2000Hz,4min/cy,4cy/axis,3axes | |
| B | Low Tepmerature Operation | -10°C, 48hrs, 3.8A | 3 |
| C | HighTemperatureStorage | 85°C.1000hrs | 3 |
| D | DampHeatStorage | 45°C/90%RH,1000hrs | 2 |
| E | Temperature Cycling | -40°℃to85°C,4°C/min, 30mindwellat-40°C&85°C, 100X | 3 |
| F | Thermal Shock | -40°C/+80°℃, Transitiontiem:<5min, 30mindwellat-40°C&80℃ 50X | 3 |
| G | Accelerated Aging | 3.8A,Case temperature55°C,3000hrs | 5 |
结论
消费级激光雕刻机等应用市场的快速增长为蓝光激光器带来更多机遇。通过对典型失效模式的分析，优化了模块封装设计与工艺控制方法。10\~60W 空间输出蓝光激光器残余发散角小于 0.1° °，并通过多项环境可靠性测试，是桌面雕刻机的理想光源选择。[ 本研究得到国家重点研发计划（项目编号：2023YFB4604400）资助]
参考文献
1. C. C. Kim, Y. Choi, Y. H. Jang, M. K. Kang, M. Joo, and M. S. Noh, “Degradation modes of high power InGaN/GaN laser diodes on lowdefect GaN substrates,” Proc. SPIE 6894, 689400–689401 (2008).
2. Xiao-Wei Wang, Zong-Shun Liu, De-Gang Zhao, Ping Chen, FengLiang, JingYang, “New mechanisms of cavity facet degradation for GaN-based laser diodes” Journal of Applied Physic 129,223106(2021)
OLED切割
飞秒紫外激光器在OLED切割应用中的优势
用30W飞秒紫外激光切割厚度\~400μm的柔性OLED屏，速度可达150mm/s，切口干净利落，热影响区极小。
文/苏州英谷激光科技股份有限公司随OLED 面板因其自发光、质量小、柔性化等优点，逐渐替代了传统显示面板，成为市场的主流。OLED 面板可应用于智能手机、电视、显示器、可穿戴设备、照明、车载、商用大屏等领域。
OLED构成及特性
OLED，是一种由比较特殊的有机材料构成的有机电致发光器件，按照其结构的不同可以将其划分为四种类型：单层器件、双层器件、三层器件以及多层器件。OLED 的基本结构是在铟锡氧化物（ITO）玻璃上制作一层几十纳米厚的有机发光材料作发光层，并在发光层上方覆盖一层低功函数的金属电极，构成如图1 所示的三明治结构。
OLED 器件基本上由基板（透明塑料、玻璃、金属箔）、阴极（透明）、阳极、空穴注入层（HIL）、电子注入层（EIL）、空穴传输层（HTL）、电子传输层（ETL）、电子阻挡层（EBL）、空穴阻挡层（HBL）、发光层（EML）等部分构成。
OLED 的发光过程通常有以下五个基本阶段：
（1）电子和空穴的注入：在外加电场作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能层注入。
（2）载流子传输：注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移。
（3）载流子复合：电子和空穴注入到发光层后，由于库伦力的作用束缚在一起形成电子空穴对，即激子。
（4）激子迁移：由于电子和空穴传输的不平衡，激子的主要形成区域通常不会覆盖整个发光层，因而会由于浓度梯度产生扩散迁移。
（5）激子辐射退激发出光子：激子辐射跃迁，发出光子，释放能量，产生可见光。
OLED 显示屏分为柔性OLED和刚性OLED 两种类型。对于刚性OLED 可采用传统的刀轮切割，成本较低，但并不适用于当下流行的柔性OLED 显示屏。与采用玻璃基板的刚性OLED 不同，柔性OLED 通常使用PI（聚酰亚胺）作为下基板，代替刚性OLED 中的玻璃基板；使用薄膜封装（TFE）代替玻璃封装。它不仅灵活性强，而且可以减少一小部分现有玻璃的面积，重量更轻。
柔性OLED 面板因突出的使用优势而广受青睐。然而柔性OLED 显示屏由多层复杂且轻薄的材料组成，传统的切割方式容易导致热影响区大、裂纹多、边缘效果差等问题，无法保证质量和良品率，因此已不能满足加工需求。
如何对柔性OLED 显示屏进行高速、窄切口宽度、低热影响区（HAZ）切割，是各大商家的面临的一大问题。
飞秒紫外切割的优势
超短脉冲激光器是柔性OLED 切割的理想选择。相较于传统的机械加工，飞秒、皮秒激光器由于其脉冲宽度窄、峰值功率高，可轻松达到亿瓦级别。超短脉冲激光加工热影响区小，不易变形，崩边小，精度高，效率快。激光加工属于非接触式加工，不会对产品产生任何机械应力，不会影响产品本身的机械特性。
一般来说，脉冲宽度越窄，热影响区越小，产品的加工质量也会越好，所以采用飞秒激光器加工的效果会优于皮秒激光器。同时，柔性OLED 由纯粹的有机材料（例如PI）组成，使用紫外波段的激光器可以更好地降低热影响区的大小。理论上，飞秒紫外激光器是目前OLED 切割的最佳选择。
飞秒激光是指时域脉宽在飞秒（10-15 秒）量级的激光，持续时间非常短，可短至只有几个飞秒；其次它具有非常高的瞬时功率，可达百万亿瓦。
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
| 边缘碳化/变色 | 能量密度过高或波长吸收过强 | 降低脉冲能量 |
| 底层未切透 | 焦点位置偏移或能量不足 | 校准焦点至材料中下层，增加 1-2次扫描 |
| 材料飞溅 | 等离子体冲击波导致喷溅 | 添加保护膜（如PDMS，PET） |
飞秒紫外激光器在OLED 切割领域具有以下优点：
（1）聚焦光斑小，能量密度高，切割效率高。大大减小了激光加工材料时的热扩散距离，降低激光对材料的热损伤；
（2）飞秒激光的超短脉冲可显著减少热影响区，避免有机材料因热损伤失效，激光单脉冲能量、峰值功率高，提升了激光加工材料的能力；
（3）OLED 由多层不同材质的材料组成，对紫外的吸收率更高更均匀，限制了光线在材料内的穿透深度，配合小光斑尺寸（微米级），可实现微米级切割精度，并进一步减小热影响区域，且对于环境没有污染，更为环保；
（4）功率稳定，性能可靠，对OLED 基材损伤小，减少漏液的情况，提高良品率，提升工作效率；
（5）加工精度更高，切割异形OLED 屏幕效果好；
（6）适用于玻璃基板、ITO 电极、有机层等多层异质结构的精准切割，具备多材料兼容性。
30W飞秒紫外激光切割实验
为了验证以上理论的正确性，英谷激光采用30W 飞秒紫外激光器（GXF 343-30）对厚度 ~400\upmum 的柔性OLED 屏幕进行切割实验。切割效果如图3 所示；表1 中总结了切割实验中所出现的问题；表2 对比了几种光源切割的热影响区情况。
| 光源 | 热影响区HAZ |
| 飞秒紫外激光器 | ≤10um |
| 皮秒紫外激光器 | ≤40um |
| CO2激光器 | ≤70μm |
在多次扫描切割模式下，薄膜的有效速度达到 150mm/s ，切口干净利落，HAZ 的宽度仅为 5~10\upmum （在出射面甚至更低），这表明 GXF 343-30激光器非常适合用于切割具有挑战性的多层薄膜叠层。
通过以上的实验可以发现，30W紫外飞秒激光具备切割OLED 的潜力，但需精细调控参数（能量、重复频率、扫描策略）以平衡效率与质量。建议结合材料特性进行DOE 实验，逐层优化能量阈值。
英谷激光30W 飞秒紫外激光器采用基于SESAM 被动锁模的全光纤结构种子源，配合光纤- 固体混合放大器，在实现高单脉冲能量和良好的功率稳定性的同时，体积也比同类产品更加紧凑；通过合理的结构设计，有效抑制了放大过程中的非线性效应，降低了压缩后脉冲里旁瓣与边模的能量占比；并将 1030nm 到 343nm 的倍频效率提高到了 30% 以上，同时也保证了近衍射绩效的光束质量。
OLED的市场前景
OLED 是继CRT（阴极射线管-代显示技术），LCD（液晶显示器-第二代显示技术）之后的第三代显示技术。凭借其卓越的显示效果、轻薄的结构以及柔性显示的潜力，占据了市场的大壁江山。随着技术的不断成熟和成本的逐步降低，OLED 面板在智能手机、电视、平板电脑、车载显示、可穿戴设备等多个领域的应用不断拓展，OLED 市场规模在过去几年中增长显著。根据数据显示，2023年全球OLED 面板出货量达到了2.05亿片，较去年同期增加了 14% 。全球OLED 市场规模持续扩大，2023 年全球OLED 市场销售额达到了239.2 亿美元。
为推动OLED 面板技术发展，我国发布了一系列利好政策。例如工业和信息化部、财政部发布的《关于印发电子信息制造业2023—2024 年稳增长行动方案的通知》，提出研究制定新一轮支持视听产业发展的接续政策，加快培育视听消费新增长点，促进车载视听、商用显示等新兴领域高质量发展。
与此同时，其技术和产业链也在不断完善中。中国作为全球最大的显示面板消费市场之一，OLED 产业链的国产化进程正在加速推进，进而打破国外在上游材料和设备领域的垄断。
得益于消费者对高品质显示技术需求的不断增长，以及OLED 技术在多个领域的广泛应用，预计未来OLED 市场规模将继续扩大。另外，随着5G、AI 等技术的融合应用，OLED 还将迎来更多新的应用场景和市场机遇。
激光技术作为OLED 切割必不可少的工具，起到了至关重要的作用。随着市场对OLED 屏幕质量的要求越来越高，超快精密激光加工也越来越受到厂商的欢迎。飞秒激光作为目前工业领域可稳定获得并使用的最短的激光脉冲，在OLED 切割领域发挥着重要作用。此外，由于紫外波段能更好的减小热影响区。飞秒紫外激光器已成为OLED 切割的最优方案，未来，飞秒紫外技术的发展势必将引领着OLED 技术的革新，为人类社会带来更多便利和变革。
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Voyant 公司正在接受 CARBONLiDAR 的订单，预计 2025 年 2 月开始发货。它有望彻底改变那些一直在等待经济实惠的高性能LiDAR 技术的行业，并将进一步推动 FMCWLiDAR 走向主流。
FMCW LiDAR会超越 ToFLiDAR吗？
FMCW LiDAR 和 ToF LiDAR 之间的竞争正在加剧，虽然 ToF LiDAR一直是主导技术，但 FMCW LiDAR正成为许多高需求应用的更优解决方案。FMCW LiDAR 能够处理更高光功率、克服光晕问题以及提供经济高效集成的能力，使其成为下一代LiDAR 系统的首选技术。随着生产规模的扩大和价格的下降，FMCWLiDAR 有望彻底改变从自动驾驶到机器人等行业，并为传感器技术的创新提供新的可能性。
像 Voyant 公 司 的 CARBONLiDAR 这样的发展成果，正在使FMCW LiDAR 越来越容易获得且价格亲民，这加速了其大规模应用的进程。随着该技术的不断成熟，FMCWLiDAR 无疑将在未来打造先进传感解决方案中，发挥关键作用。
箔片切割
高速电池箔切割提升无极耳电池制造效率
无极耳电池技术为提高电池组能量密度提供了新途径，而基于振镜扫描系统的激光切割，为其制造提供了解决方案。
文/Huihong Qian，Daniel Reitemeyer；SCANLAB
池行业的发展，需要在技术创新与降低成本之间寻求平衡。下一代电动汽车需要更高功率和更高能量密度的电池，同时还要降低材料和制造成本。迄今为止，锂离子电池在汽车领域占据主导地位；无极耳大型圆柱电池，因其通过创新设计实现了更高能量密度和更强功率，因此有望获得更大的市场份额。
更大电芯的电池
提高新型电动汽车功率的一种方法是增大电池电芯尺寸。2020 年，特斯拉公布了一项无极耳电极设计专利，这是一种大型圆柱形电芯，他们称之为“4680 规格”。其内部容积约为 120mL ，远小于刀片电池的容积（长度近1m，容积略小于 1.2L）。但作为大型圆柱形电池，其外形在电池组设计方面提供了更大的灵活性，例如可以进行并联连接。
4680 电池直径 46mm ，高度仅 80mm ，是一种优化电池性能、电池组设计以及电动汽车设计的解决方案。传统电池具有阳极和阴极极耳（见图 1a），它们与电池盖接触以实现电流流通。如图 1b 所示，无极耳电池采用全极片设计。极片沿着整个电池箔材延伸，每个极片之间切割出一条缝隙。
无极耳技术在提高电池组能量密度方面，具有两大关键优势。首先，由于电子流动路径缩短，极片的散热面积增加，这增强了热管理和热稳定性，从而提高了整体安全性。其次，无极耳设计降低了电池内阻，提高了电子流动速度，因此加快了充电性能。据报道，与早期的 21700 刀片电池相比，4680 电池的能量提高了 5 倍，功率提高了 6倍，续航里程增加了 16% 。
无极耳电池的生产要求
特斯拉在电池箔材生产中采用干涂层技术，省去了湿法工艺，简化了涂层流程，同时也提高了生产效率。这对电动汽车行业的好处显而易见：更短的涂层生产周期，有助于电池箔材切割等其他工艺提高生产效率。
虽然 4680 电池是无极耳电池设计的参考模型，但与以往的电池模型相比，全极片需要不同的几何形状和切割模式。对于无极耳设计，切割总数增加，这使得高动态性和高精度切割，成为高效电池箔材生产的关键。这就是为什么激光切割在现代电池制造中得到广泛应用，并取代了传统的刀具切割。
对于无极耳电池的生产，基于振镜扫描系统的激光切割成为最合适的解决方案，因为整个切割过程需要快速、精确，同时还要保持最佳切割质量。
为了获得出色的切割效果，用户需要仔细考虑并确定几个工艺参数：切割速度、光斑大小、激光波长、功率、脉冲能量、脉冲长度和重复频率。
电池箔材激光切割的定制化设备设置
SCANLAB 提供多种扫描解决方案和控制技术，其intelliSCAN IV 扫振镜（见图 2）专为高动态扫描而开发。其防尘外壳采用了专为工业应用量身定制的冷却设计。
用户可以选择使用 SCANahead控制操作该振镜，以进一步提高动态性能，并使用 SCANmotionControl 轨迹和模拟软件，预先定义优化的工艺参数。如果与 RTC6控制板结合使用，则可实现最大的灵活性以及其他功能，如飞行（OTF）模式或空中书写（用于完美切割拐角）。
OTF 加工对于电动汽车和电池箔材生产特别有用，例如，用于加工位于传送带上、旋转板上或卷对卷工艺中的移动零件。其智能控制板可以间接通过编码器计数器、或直接通过多通道缓冲串行端口（MCBSP）接口，根据工件的相对位置调整激光振镜的运动。
如果激活 OTF 校正，所有矢量和圆弧命令的坐标值，将通过比例因子进行转换，以确保精确加工。对于精度要求较高的应用，可以开启空中书写功能。此功能确保每个
标记矢量在整个矢量长度上以恒定的标记速度精确执行；
例如，可实现精细的拐角切割。
模拟软件缩短工艺开发时间
为新的加工任务设置最佳工艺参数可能很耗时。SCANmotionControl 软件可在实际加工前，离线模拟激光的扫描路径。它考虑了扫描系统的物理特性，有助于预先准确地定义参数。模拟的结果就是实际得到的结果。
参考特斯拉在其 4680 电池专利中公布的无极耳几何形状（见图 3），该模拟针对配备 f{=}340mm F-theta 透镜的intelliSCAN IV 14 振镜，分析了各种扫描和传送速度。
模拟结果表明，在极片中设置双向垂直切割可提高切割效率。最佳方案是将标记速度和跳转速度设置为相同的12m/s ，以避免不必要的加速阶段。模拟了 3m/s 、 6m/s 和12m/s 的卷对卷速度；箔材速度越高，拐角处的圆角越大。质量要求决定了合适的箔材速度。可以进一步提高标记速度和跳转速度，以优化工艺和整体生产效率。
轨迹规划通过不同的传送带速度可视化目标位置（蓝色）和模拟扫描结果（红色）（见图 4b-d）。激光切割过程的准确尺寸，标记在两条绿色虚线之间，在虚线之外激活空中书写功能。在后一过程中，激光关闭。传送带的最大速度主要取决于应用中使用的最大图像场大小。在传送带速度为 12m/s 的加工示例中，大约需要 8mm 的最大图像场宽度。该软件允许同时考虑传送带速度和振镜扫描运动，因此可以在生产效率和精度方面实现最佳效果。
在传送带速度高达 12m/s 时，极片切割显示出无变形且笔直的切割质量。该扫描振镜允许的传送带速度远远超过常用的 5~10m/s 。即使对于复杂的几何形状，扫描系统也能在最高传送带速度下确保出色的切割性能，这使其成为满足电池生产苛刻要求的合适系统。
展望
未来一个值得关注的领域是具有“脉冲串操作模式”的多脉冲激光器。与单脉冲加工相比，多脉冲脉冲串切割模式具有明显优势。脉冲串模式提高了烧蚀速率，带来更好的切割质量，从而能够提高生产效率。如果激光器配备了脉冲串模式，SCANLAB 先进的控制电子设备已经能够激活该模式。或者，控制板可以在高达 32MHz 的重复频率下触发脉冲，同时调整半周期参数和脉冲长度参数，以定义所需的脉冲包络。
• 技术亮点：超快退火（500fs）实现钙钛矿相变，载流子迁移率提升 30% 。 脉冲激光沉积（PLD）• 超导材料： 257nm 紫外：沉积YBCO 薄膜，临界电流密度 {>}5MA/cm^{2} （77 K）； 206nm 深紫外：Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8X} 单原子层外延（误差 <± 0.2~\AA~ ）。• 复合薄膜： 1030nm 红外 +515nm 绿光：制备DLC- \boldsymbol{*}MoS_{2} 超润滑涂层（摩擦系数 <0.05 ）；三波长协同（ 1030/515/343nm] ）：一步沉积透明导电叠层薄膜（透光率 {>}92% ）。• 技术亮点： MHz 级高重频沉积（AlN 薄膜速率10\upmum/h ），适配量子材料制备。
技术挑战与未来趋势
尽管碟片激光技术已趋成熟，但仍面临以下挑战：
• 成本竞争：光纤、块状激光器凭借更低成本和模块化设计，在中低功率市场占据优势。
• 热管理极限：功率超过 20~kW 时，碟片边缘热应力可能导致晶体开裂，需开发新型复合材料（如Yb:CALGO）。
• 能量极限：获得焦耳量级超快或纳秒激光脉冲输出同时，保证激光平均功率达到千瓦量级。
• 波长灵活性：现有波长扩展依赖非线性晶体，效率损失较大，亟待开发直接发射多波长碟片。
激光焊接
激光脉冲整形增强棱柱形电池汇流排焊接
不同脉冲形状的激光脉冲，可减少棱柱形锂离子电池汇流排焊接过程中的热量，并提高焊接强度。
文/Najah George，William A. Huffman Jr.，Michael A. Dupont，Jack Meranda，David Stucker
动汽车（EV）和储能依赖于坚固且高效的电池模块和电池组，来确保最佳性能和可靠性。汇流排（Busbar）是关键部件，它用于促进电池单元之间的电气连接。激光焊接技术的进步正在提高这些重要连接的结构完整性，并延长其使用寿命。
棱柱形电池单元因其紧凑的设计、高能量密度和高效的空间利用而在电动汽车中备受青睐。它们扁平的矩形形状使其能够整齐地安装在电池组中，减少了空间浪费，能在更小的占地面积内实现更大的储能，并且比圆柱形电池具有更好的电池到电池组的比例。棱柱形电池设计还简化了热管理，使其非常适合汽车应用。
激光焊接汇流排
由于激光焊接的精度和控制热量输入的能力，这种方法正越来越多地用于连接汇流排。但是，如果管理不当，激光焊接过程中过多的热量也会导致一些问题，比如密封材料和 O 形圈的降解、内部压力增加以及内部枝晶的加速生长，所有这些都会缩短电池的使用寿命。
另一方面，在电池系统中，铝主要用作汇流排和棱柱形端子，激光焊接铝会产生称为气孔的微小气泡。这是由于铝在焊接过程中容易吸收氢气、保护气体使用不当、冷却过快以及焊接过程中匙孔塌陷等原因造成的。这些气泡会降低机械强度、增加疲劳敏感性，并导致热导率和电阻问题，从而削弱焊接，所有这些都会对电池系统的性能产生负面影响（见图 1）。
最近的一项研究表明， 41% 的模块故障与焊接问题有关，这突显了精确控制热量和焊接质量的必要性，以尽量减少热损伤和气孔形成，并确保电池系统更可靠、更耐用。
脉冲方法改进铝汇流排焊接
将激光脉冲与脉冲整形技术相结合，特别是在微秒尺度上，比使用连续激光进行焊接具有显著优势。在脉冲焊接中，激光发出短而受控的脉冲，这有助于更好地进行热管理，从而减少热损伤、气孔、裂纹、材料变形和飞溅。
激光脉冲整形通过常见形状（如高斯、方形和梯形脉冲）进一步优化热量输入和与材料之间的相互作用，调整能量传递以实现高精度、高质量焊接。这种方法对于焊接铝等材料特别有效，例如将铝汇流排焊接到锂离子电池端子上，该方法能够最大限度地降低过热、翘曲和飞溅的风险，确保了更好的焊接质量和焊接效率。
与连续焊接方法相比，在激光焊接中使用微秒脉冲整形，可以更好地控制变形和残余应力，使用更少的热量，减少飞溅，提高焊接强度和质量，并且适用于反射材料的焊接。这使得脉冲焊接成为电池系统中铝汇流排连接等应用的理想选择，在这些应用中，牢固可靠的焊接至关重要。
Photon Automation 公司分别测试了用连续波（CW）和脉冲激光焊接铝汇流排。Photon Automation 公司设计并制造了 WonderBoard（见图 2）脉冲和功率控制器，以便在微秒范围内管理激光，从而创建不同的脉冲形状。当激光具有组合的芯-环光束轮廓时，可以对光束的环和芯进行独立控制。
Photon Automation 公司测量了热量水平和焊接强度，并使用计算机断层扫描（CT）检查了气孔水平，结果表明脉冲焊接具有如下优势：
改善的热管理。电池端子下方的温度测量结果，显示了连续波焊接和脉冲焊接的不同热行为。连续波焊接达到更高的峰值温度（约 90 °C ）且冷却更慢，这导致热量积聚并可能因持续加热而产生变形。相比之下，脉冲焊接达到较低的峰值温度（约 80 °C ）且冷却更快，因为热量是以受控脉冲的形式施加的，这最大限度地减少了热量积累并降低了热损伤风险。
更少的气孔。焊接铝时，氢捕获是一个主要问题，因为金属容易吸收氢气并导致气孔，从而削弱焊接。微脉冲焊接通过控制热量、防止氢被困在匙孔内以及减少匙孔塌陷，来最大限度地减少这个问题。
CT 扫描数据（见图 3）显示了两种焊接方法在气孔方面的明显差异。连续波焊接的 CT 扫描显示出大量气孔，这可能是由于热量控制不佳和氢捕获造成的。相比之下，脉冲焊接的扫描显示气孔少得多，表明热量调节更好且气体捕获减少。这些结果凸显了脉冲焊接实现的更高焊接质量，其缺陷更少且接头更强。
更高的强度。拉伸测试评估了两种焊接方法的接头强度和效率。接头效率衡量焊接接头相对于母材的性能，通常以百分比表示。效率为 100% 的接头表明焊接强度与母材相同，而较低的百分比则表明由于焊接质量、材料融合以及气孔等缺陷导致强度降低。
测试结果突出了两种方法之间的显著性能差异。脉冲焊接表现出更高的强度，达到 3144N 的负载能力且接头效率为 100% —— 是连续波焊接达到的 1460N 的两倍多。这些结果证实了脉冲焊接能够提供更好的材料融合，并创建了更强的接头。
小结
脉冲焊接可能会改变电动汽车电池的制造方式。它在焊接过程中使电池保持更低温度，减少薄弱点，并使整个电池组更强。随着电动汽车行业的发展，采用更好的焊接方法（如脉冲激光焊接）可以生产出更安全、更持久、更可靠的电池。有了这项技术，汽车制造商可以制造出更高效、更环保的电动汽车，这将有助于我们迈向更绿色、更环保的未来。
参考文献
1. M. Silva Sa et al., Proc. SPIE, 10514, 1051407 (Feb. 19, 2018); doi:10.1117/12.2291716.
铜微加工
可编程UV 纳秒脉冲提升铜微加工的效率与质量
百瓦级UV纳秒激光器可在高脉冲重复频率下产生2ns脉冲，能以较低成本实现高吞吐量精密微加工。
文/MKS Instruments | Spectra‐Physics随增长（从医疗器械到先进微电子等各个领域皆不可或缺的一种制造工具。超短脉冲（USP）激光（脉冲宽度处于皮秒和飞秒量级）正越来越多地被用于执行要求最为严苛的微加工任务，因为它们能够实现最高水平的加工精度和加工质量。
然而，超短脉冲激光并非是万能的解决方案。特别是在以较低的总体成本实现高产出方面，它们的确存在一些实际的局限性。相比之下，更为成熟的纳秒（ns）脉冲激光技术，通常具有更高的烧蚀速率、更低的成本、更高的可靠性以及更易于实施等特点。虽然它们主要通过热烧蚀去除材料——这在一定程度上限制了其进行最高精度加工的能力，但使用紫外（UV）波长以及更短的个位数纳秒脉冲宽度，可以弥补这一不足。
100W 可编程脉冲UV激光器
MKS 公司旗下的Spectra-Physics®研发出了一款纳秒脉冲激光器Talon® Ace™ UV100（性能指标见表1），它能通过小巧外形提供 100 W 的紫外功率以实现高加工吞吐量，并且能在高脉冲重复频率（PRF）下产生短至 2ns 的脉冲宽度，适用于高速精密微加工，并具备出色的性价比。Talon Ace 的一个关键特性是其创新的 TimeShift™可编程脉冲功能，能产生 2\~50ns 的脉冲宽度，并能实现诸如整形脉冲和脉冲串等定制化输出。这一性能使其能够应用于传统调 Q 纳秒脉冲激光器无法涉足的领域。
图 1 展示了 Talon Ace 的 TimeShift 脉冲串输出能力，其将 5x2ns 的脉冲串与单个 10ns 的脉冲进行了对比，两者输出脉冲（或脉冲串）的重复频率均为 200kHz 。在每种情况下，“激光发射”的总时间约为 10ns ；然而，脉冲串输出将能量分配到一系列子脉冲中，这使得每个子脉冲对于高效材料烧蚀可能更为理想。子脉冲之间的时间间隔以及每个子脉冲所包含的能量完全可编程，与激光器的工作重复频率无关。而且，各种 TimeShift 输出模式之间的切换速度非常快，约为几十微秒，这使其非常适合在加工由多种材料组成的样品时，实现即时模式切换。
| TalonAceUV100 | |
| 波长 | 343 nm |
| 功率 | >100W |
| 脉冲能量 | > 500 μJ |
| 重复频率 | 0~5.0MHz |
| TimeShift可编程脉冲功能 | 是 |
| 脉冲宽度，FWHM （TimeShift可编程） | <2 ns~>50 ns |
| 脉冲波形切换时间 | <20 μs |
| 脉冲-脉冲间的能量稳定性 | <3%，18 |
在TimeShift 功能中几乎每个参数都可以变化，这使用户能够定制脉冲输出，以满足特定的应用需求。鉴于TimeShift 如此强大的适应性，探究它如何在微加工过程中提高产出、效率和质量就显得尤为重要。
铜微加工实验
本实验案例旨在表征 Talon Ace 在铜板材料（厚度6mm）上的微加工能力，分别采用单脉冲和脉冲串输出，并与传统的调Q 二极管泵浦固态激光器SpectraPhysicsTalon UV15 的加工能力进行比较。使用两轴扫描振镜通过多遍光栅扫描工艺铣削出材料凹槽。在X 和Y 方向（扫描方向和步进方向）上，空间脉冲重叠率均为 60% ，全程使用 50kHz 的重复频率。光束通过一个焦距为 163mm 的远心 f-theta 物镜聚焦，并使用一个外部可变功率衰减器控制入射能量密度。
烧蚀速率和效率通过测量加工特征的深度（并计算体积）以及所使用的总体激光照射量（功率、脉冲数、加工时间）来确定。图 2 展示了不同的脉冲输出模式下，体积烧蚀效率与峰值能量密度的关系。烧蚀效率是指归一化为平均功率为1W 时，单位时间内去除材料的体积，单位为mm^{3}/min/W. 。
对于较低的能量密度，Talon Ace 以单个 2ns 脉冲运行时，比传统的20ns 调 Q 激光器具有更高的烧蚀效率。有趣的是，2ns 脉冲实现最高烧蚀效率的能量密度（约8J/cm^{2} ），大概接近20ns 脉冲引发材料烧蚀的阈值能量密度；事实上，20ns 脉冲在该能量密度下尚且不能去除材料。
当施加更高的能量密度时，情况则相反，较长的脉冲实现的烧蚀效率几乎是较短脉冲的两倍。
热扩散理论可以解释这些结果。脉冲宽度越长，热量就有更多时间扩散到铜材中，从而稀释了吸收的激光能量。因此，需要更高的入射能量密度来启动烧蚀。然而一旦开始烧蚀，每次去除的材料增量体积就会更大。另一方面，较短脉冲的更高峰值功率会在显著的热扩散发生之前就引起材料烧蚀。显然，较短的脉冲宽度能够实现可控性良好的烧蚀，同时减少热负荷；并且在较低的总能量密度下具有最高的烧蚀效率，输入到材料中的能量的减少，也会相应地缩小热影响区（HAZ）。
在本案例中， 5x2ns 脉冲串输出模式可以显著提高烧蚀效率。从各种脉冲输出模式的烧蚀效率峰值比较中可见，Talon Ace 在脉冲串模式下的最高烧蚀效率（ \Omega^{\left(0.23mm^{3}/min/W\right)} ），是单个 2ns 脉冲峰值烧蚀效率（ 0.08mm^{3}/min/W) ）的2.8 倍，比Talon 调Q 激光器的单个20ns 脉冲的峰值烧蚀效率（ \left(0.16mm^{3}/min/W\right) ）高出近50% 。这种脉冲串烧蚀效率更高的结果，与使用超短脉冲激光的类似研究结果一致，但其背后的原因尚未完全明晰。
使用传统光学显微镜以及3D 扫描白光干涉仪进行加工质量分析。图 3 展示了所测试的用三种脉冲输出模式加工后的铜表面的特写图像，每张图像均在各自的最佳能量密度条件处或附近（图 2 中的红圈处）拍摄。
从图3 中可见，三种脉冲输出模式下的加工质量总体都挺好。然而，Talon Ace 以2ns 单脉冲输出加工的表面上显示出了单个烧蚀点，表明有极小的热影响（例如熔化），否则这些特征会融合在一起。相比之下，在使用调Q Talon 以20ns 单脉冲和Talon Ace 以 5x2ns 脉冲串加工的两种情况下，单个烧蚀坑更明显地融合在一起，形成了看似更均匀但略显粗糙的整体表面。这可能是由于激光与材料相互作用中的一些热成分，如局部熔化，使得表面形貌在原位得以均匀化。
接下来，使用扫描白光干涉仪监测加工特征的边缘是否有毛刺形成（见图 4）。
在边缘毛刺方面，处于脉冲串模式运行的 Talon Ace比其他两种情况的加工效果要好得多（平均边缘毛刺小于 1\ensuremath{ \upmum} ）。需要注意的是，在此示例中，所有工艺均未针对减少边缘毛刺进行优化，因此所有情况都有可能进一步改善。但是我们预计，即使经过优化后，脉冲串输出的Talon Ace 仍将产生最小的边缘毛刺。
在一项颇具挑战的工业应用中，展示了使用 Talon Ace 的TimeShift 功能加工铜的优势。这项应用要求在一块由铜、聚酰亚胺和铜组成的叠层材料上钻盲孔，铜/ 聚酰亚胺/ 铜层的厚度分别为12/25/12\upmum 。在多步骤工艺中，关键的第一步是采用简化的冲击钻孔工艺（而非套料钻孔），利用激光在顶部铜层上钻出一个直径 50\upmum 的孔。冲击钻孔本质上速度更快、成本更低（无移动部件等），但要实现更大的直径和高质量颇具挑战性。图 5 中给出了总结图表和数据，将 10x2ns 脉冲串工艺的加工结果与另外两种单脉冲（10ns 和2ns）的加工结果进行了比较。
在仅 40\upmus 的钻孔时间内，10ns 和 2ns 单脉冲均未能达到可接受的加工质量和产出水平。
相比之下， 10x2ns 脉冲串在相同的时间内加工出了一个质量明显更优、更干净的孔。脉冲串加工实现的低毛刺高度（ (<2\upmum) ），对于诸如镀铜和多层柔性PCB 层压板堆叠等下游工艺非常重要。
总结
从脉冲宽度的角度来看，激光通常被分为纳秒脉冲与超短脉冲，但本加工示例呈现的结果，意味着还需要对脉冲宽度进行更细致的区分。我们发现，较短的个位数纳秒脉冲与几十纳秒的脉冲相比，能产生截然不同的加工结果。同样明显的是，由纳秒脉冲组成的脉冲串具有很大的加工优势（就像超短脉冲激光能做到的那样），这也能带来显著的经济效益。凭借TimeShift 脉冲定制功能，Talon Ace UV100 纳秒脉冲激光器，能应对很多极具挑战性和复杂性的工业激光加工应用，如先进电子封装、PCB、光伏、陶瓷、半导体以及其他材料和组件的高速、高质量微加工。
设备维护
零停机目标：数控激光切割设备预防性维护指南
定期设备维护不仅有助于保持设备的加工性能和使用寿命，还能避免重大停机故障，保证生产效益。
文/Tom Eldin
对于使激用光的切激割光设器备是，确了保解设其备中持期维护有助于保持切割的精度和准确性，这对于满足严格的公差和稳定的质量要求至关重要。维护良好的设备运行效率也更高，从而节省能源并降低运营成本。 最终，预防性维护还能确保车间维持生产计划和资源分配。
激光切割机的关键机器部件需要特别关注。专业的激光技术人员会明确特定维护流程的执行时间。
激光切割机的基本部件包括切割台、激光源、冷水机、托盘交换器和集尘器。在进行维护时，每个部件都需要仔细检查。
机床
机床涵盖了运行机器所需的各种机械部件，但不包括激光源本身。机床的维护包括对X、Y 和 Z 轴的齿条与小齿轮以及导轨进行润滑。机床供应商可能会根据使用量，建议润滑维护计划，请务必仔细查看。
机床的轴极限会随着磨损而变化，并可能导致程序功能问题。定期检查这些轴极限，以确保其仍符合规格要求。
定期目视检查齿条与小齿轮系统的波纹管，确保没有灰尘渗入。同样要检查水连接部位，查看是否有裂缝和弯折。按照制造商的指示（通常每年一次）更换冷却水过滤器以及激光器的气体过滤器。
务必在氮气供应管道中安装一个0.01\ensuremath{\upmum} 的过滤器，以保护激光系统免受潜在污染物的影响。激光器有一个压缩空气进气口，可能会携带灰尘、污垢、油和湿气。如果每年不更换机器过滤器，这些污染物可能会进入机器内部组件，导致磨损、腐蚀并降低效率。
其他需要处理的关键安全要点包括检查急停、复位和暂停按钮，确保它们正常工作。还要对警示灯进行目视检查。
为了眼睛安全，检查光纤激光器的防护窗以及切割区域所有可能的光线出口点。具体做法是，在黑暗的房间里使用手电筒，在所有可能的出口点周围照射。
激光源
激光源本身可能是最不容易被忽视检查的部件，但仍值得总结一下需要检查的要点。
向光纤激光器输入氮气很关键。如果氮气供应出现问题，将会影响切割缝和切割的清洁度。新的或经过维护的气体调节器可确保输送正确的压力。气体调节器磨损时经常会发生气体泄漏，补救代价高昂。检查侧向吹气喷嘴的清洁度，确保其没有被飞溅物堵塞。如果不检查喷嘴，可能会导致切割问题。
定期清洁喷嘴更换器，并在更换喷嘴时检查喷头与喷嘴的对齐情况。还要确保清洁校准板。
在激光器运行时经常对其保持目视检查，也有助于发现任何问题。最后，记得让服务工程师检查内部风扇的清洁情况。气流不畅会影响所有其他组件。
托盘交换器
托盘交换器与机器的任何其他部件一样重要，能确保机器平稳运行。有以下几个项目需要定期检查。
首先，检查侧向导轨，如有必要进行重新调整。导轨是托盘轮子进入托盘交换器的导向部位，因此确保其中没有碎屑很重要。任何阻碍都可能导致轮子脱轨并引发各种问题。
检查油位和液压系统的其他部分，确保没有泄漏。还要确定液压油的更换频率。根据制造商的不同，可能每三到五年需要更换一次。换油前别忘了先降下工作台。
检查电机链条，确保其牢固连接，并根据需要进行润滑。链条的挠度会在机器的维护手册中规定。
检查托盘交换器上的轮子是否有碎屑。机器安装后，其沉降可能会导致托盘与机床不对齐。这可能会导致轮子过早磨损。一个良好的预防性维护做法是检查并重新对齐或调平工作台，以确保操作顺畅。
测量 A/B 托盘导轨与加工机床之间的台阶，检查其是否在公差范围内。如果没有台阶但听到异常声音，查看工作台下方，看轮子上是否有障碍物或损坏部分。
冷水机
冷水机是数控激光系统中有效温度管理的基石。它循环冷却液以从激光器中吸收热量，并通过热交换器系统将其散发出去。在夏季高温来临之前，对冷水机系统进行全面检查至关重要。
务必测量工厂用水的电导率，以减少金属部件的腐蚀，否则会降低激光系统的性能。
还要按照工厂建议的时间间隔（通常每 12 个月）更换冷却水。对于去离子水来说，这一点尤为关键，因为它极易从空气中吸收二氧化碳而变成酸性。制造商在换水时通常会添加缓蚀剂来应对这个问题。
在更换冷却水的同时更换过滤器。脏污或堵塞的过滤器会限制水流，降低冷水机的有效冷却能力。清洁冷凝器翅片也很重要。进行此操作时务必先关闭电源。应使用带刷子附件的吸尘器清理冷凝器翅片。向冷凝器翅片吹气往往会将灰尘吹到空气中，不建议在光纤激光源附近这样做。还应更换过滤垫，并将钢制过滤垫拿到室外吹净。进行这项工作时务必佩戴合适的防尘口罩。
专业提示：在维护过程中使用冷凝器梳来矫正弯曲的翅片。这是提高冷水机效率和使用寿命的关键步骤。
过滤器和泄漏
Y 型过滤器在流体流过时，通过机械方式去除固体和其他颗粒。很多常见的冷水机系统堵塞问题，都是由于Y 型过滤器堵塞引起的。可以将其吹通暂时解决问题，但建议每年更换冷却水时更换过滤器。
检查冷水机系统是否有泄漏。即使是小泄漏，随着时间推移也可能导致大量冷却液流失，从而严重影响冷却效率。
集尘器/过滤器更换
集尘器是激光切割系统中的关键组件，因为它们有助于保持清洁的工作环境，提高激光操作的质量，并保护设备和人员免受有害颗粒的侵害。
集尘器是激光系统中最重要的设备之一。正确维护集尘器有助于确保安全和正常运行。
当含尘空气通过过滤器时，压力降是集尘器的一个关键性能指标。它测量的是进入和离开过滤器的空气之间的压力差。当过滤器堵塞时，阻力增加，导致压力下降，因为维持气流需要更多能量，这会使风扇电机工作更吃力。
监测压力降指示表，有助于确定何时需要清洁或更换过滤器。
检查排气阀
在集尘器中，电磁阀通过控制压缩空气的强力脉冲依次触发，以清洁过滤器。脉冲管是一种歧管（manifold），通过孔口将压缩空气输送到过滤介质。对齐检查可确保电磁阀有效地输送空气，以清除过滤器表面的灰尘。
风扇电机
每周检查风机是否存在过度振动、电流强度异常及传动皮带的状态。
人们很容易产生这样的错觉：只要激光切割效果良好，设备就绝不可能出现重大故障。但是，如果不妥善维护激光头、机床机械部件、托盘交换装置和集尘设备，设备故障可能远比预想的时间更早到来。
在当下需要零部件即时交付的行业环境中，任何企业都无法承受设备停机的损失。请务必按照要求对设备进行维护，确保激光设备始终处于最佳生产状态。
第二十届武汉光博会
2025.05.15-17 中国光谷科技会展中心
6大特色，打造中西部绝佳光电展示平台
深耕中西部20届，构建一站式商贸交流平台
定向组织外贸客商，助力拓展海外市场
20场多元产业会议，深度链接行业资源
“以用为目的”协同研发，融通光电产业链&创新链
全域数字化营销，精准触达买家
全年系列活动，推动全方位业务对接
一展示范围一
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Aerotech微型六足运动平台
Aerotech 推出新型HexGen® HEX150-125HL 微型六足运动平台，这是一款六自由度精密定位系统。它的底座直径150mm ，标称高度 125mm ，尺寸紧凑，性价比高。性能卓越，最小增量运动可达 15nm ，有效载荷能力高达 12kg ，最高速度为 30mm/s 和 30°/s ，在大行程范围内具有出色的峰间重复性。其采用简约的双电缆连接器设计，便于安装且能直接与运动控制器集成，实现与其他运动轴无缝协调。该平台适用场景广泛，涵盖硅光子器件制造和检测、光学检测、对准耦合、光子器件操作和先进封装、光学晶圆探测、电光测试和鉴定等高精度制造和检测应用。
Aerotech，www.aerotech.com
IPG 全面升级的YLS-U-AMB激光器
从2025 年起，IPG 所有总功率低于12000W 的
YLS-AMB 激 光器，将全面升级为 YLS-U-AMB激光器。新-U 型AMB 激光器采用新的电气控制
架构，在性能方面实现了以下提升，以加快产线节拍：调制频率从 5kHz 提升到 10kHz ；开关光（ 0~ 额定功率Pnom）时间从典型值 50\upmus 降低到 30\upmus ，最大值从 100\upmus 降低到 50\upmus ；标准最低功率出厂设置，从额定功率Pnom的 10% ，降低到Pnom 的 5% ，并可按客户需求定制化设置，达到更低；功率调整范围更宽，一般焊接和超薄焊件，一机搞定。
新-U 型AMB 激光器结构更紧凑，新的8\~12kW高功率型号，占地面积比原型号减少 57.8% ，重量减轻40% 。支持更多样化的定制选择，功率选择：中心和外环功率提供 1000/1500/2000/3000/4000/5000/6000W 等丰富选项；外环芯径种类：在原有的 150\upmum/300\upmum/600\upmum 基础上，新增 200\upmum 和 400\upmum 。还提供振镜模拟量复合接口（Extended analog interface）、XY2-100 振镜控制协议接口。IPG Photonics，www.ipgphotonics.com
Santec SLS系列高稳定固定光源
在光通信与光学测试领域，高稳定性光源至关重要。
Santec 的 SLS 系列高稳定固定光源，性能卓越、配置灵活，支持多种标准连接器，
可集成至自动化系统控制仪器，是科研与工程人员的理想选择。
SLS 系列有三款不同版本，适配不同应用场景。SLS-100 能集成多达 24 个独立 LED 或激光器（ 1mW 类型），可在一个机箱内随意混合搭配不同类型光源、波长或光纤类型，满足多种复杂应用需求。面对多端口多波长应用，SLS-110 内部包含一个或多个光源，它们在仪器内部巧妙合束，并且可以灵活切换到任意一个输出端口，能满足同时需要 1310nm 、 1490nm 、 1550nm 和 1625nm 的24 个通道光源的需求，为多波长复杂系统测试提供极大便利。针对特定的 CWDM 应用，SLS-120 可在一个机箱内容纳所有 ITU - T G.694.2 通道（ 1270~1610nm ，每隔 20nm ）的标准1mW DFB 光源，也有 10mW 或 20mW DFB 激光器可选，边模抑制比至少为 30dB ，为CWDM 系统的高精度测试与稳定运行提供光源保障。
Santec，www.santec.com
岗春激光雷神10万瓦AI智能切割头
岗春激光新升级的雷神10 万瓦AI 智能切割头，在原有的AI 焦点补偿和AI 监测闭环的基础上，增加了视觉切缝检测和AI 自动对中功能，从技术上解决了四面切缝不一致及切不透的难题，实现了智能回切，大幅节省了调试时间。同时，这一升级也极大地降低了万瓦激光设备的操作门槛，实现让“会玩手机的都人成为操机高手”这一目标。
岗春激光，www.eclaser.com
贝林激光30W紫外可调脉宽激光器
贝林激光30W 紫外可调脉宽激光器APL UV-30，集高功率、可调脉宽、光束质量优异等特性于一身。可实现高功率红外（ 1064nm ）可调脉宽激光输出，通过内置的倍频转换模块，能将红外激光灵活地转换成绿光（ 532nm ）
或紫外光（ 355nm) ），极大拓展应用领域的多样性。
支持 700ps~7ns 的宽幅脉宽调节范围；
通过先进的谐振腔设计和腔内热补偿技术，实现高稳定输出，功率稳定性在8 小时内RMS 值小于 3% ；光束质量\mathbf{M}^{2}{<}1.3 ，光斑模式TEM00，光斑圆度超过 90% ，光束发散角小于2mrad（全角）。
配备强大的控制系统，用户可通过Ethernet、Gate、Trigger 等多种控制方式，对激光器进行灵活操作，满足各种复杂应用需求。
适用于玻璃、陶瓷加工，半导体芯片的划片、切割和蚀刻，医疗器械的精密加工、特种材料的标记，微电子器件、光学元件及航空材料加工的微加工等。
贝林激光，www.bellinlaser.com
Coherent新型高功率 F-theta 透镜
Coherent 新型高功率 F-theta 透镜，适用于增材制造、
电动汽车电池焊接以及激光清洗等领域。该透镜的设计能够提供最佳光学性能，提升加工速度。
这款新型透镜可在深紫外到红外的波长范围内工作，能实现最小光斑尺寸，同时拥有较大的工作区域，最大限度地提高了工艺产量。该产品在宽波长光谱范围内，实现了低吸收涂层的高性能表现，以及在高功率下激光偏移的最小化。
该系列产品涵盖 266nm 、 355nm 、 532nm 和 1070nm 波长，适用于飞秒至纳秒的脉冲持续时间以及高功率光纤激光器。也可提供定制解决方案。
Coherent，www.coherent.com
大族激光SINCERITY诚镱系列碟片超快激光器
大族激光推出SINCERITY 诚镱系列碟片超快激光器，其采用模块化设计，能输出 <8ps 的超短脉冲，有1030nm,515nm,343nm 三种输出波长可选，输出功率高（红外 >300W/ 绿光 >150W/ 紫外 >80W ），光束质量优异（ \mathbf{\dot{M}}^{2} <1.2) ），脉冲、功率稳定性高，指向性好，激光谱线窄，
有利于高效谐波产生，适合半导体材料、硬脆材料、金属合金、光伏组件等高端微加工应用。
大族激光，www.hanslaser.com
Laserline 6kW连续蓝光半导体激光器
Laserline 推出全球首款 6kW连续波蓝光半导体激光器LDFblue6000-60，其专为焊接电气铜触点以及铜和金部件的增材制造等高功率应用而开发，达到了此前只有红外激光器才能达到的功率水平。
它的连续波输出功率为 6kW，光束质量为 60mm*rad ，代表了蓝光波长光谱中迄今达到的最高功率。如此高的功率还能实现可控的热传导焊接以及深熔焊。Laserline，www.laserline.com
知常光电多光谱智能透镜外观检测仪
知常光电推出的多光谱智能透镜外观检测仪AOSI-
4000S，主要用于各类光学元件、光学晶体、光学陶瓷的全自动表面质量检测，可检测平面、球面和非球面，漏检率 <=1% ，最大检测效率3000pcs/h@\Phi 10mm_{\circ} 。
批量上料，自动送检，智能检测，根据检测结果智能分拣，并生成统计日志。检测结果可根据需求进行保存，保证检测结果可溯源性。
可检测的缺陷类型包括：
（1） 白片缺陷：划痕、麻点、破边、青蛙皮、橘皮、气泡、脏污等；（2） 镀膜缺陷：脱膜、镀膜颜色差异、镀膜偏移中心、膜面脏等；（3） 涂墨缺陷：脱墨、溢墨、欠墨、异物、划痕等。常光电，www.zc-hightech.com
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| EdmundOpticsChina | 爱特蒙特光学（深圳）有限公司 | www.edmundoptics.cn/035-8613 | 7 |
| ScanlabGmbh | www.scanlab.de | 1 | |
| LASERFAIRSHENZHEN2025 | 第十八届深圳国际激光与智能装备、光子技术博览会 | www.laserfair.cn | IFC |
| Newport Corp | www.newport.com.cn | 19 | |
| 2025“中国光谷”国际光电子博览会 | www.ovcexpo.com.cn | 41 | |
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创链新工业 共碳新未来
2025年4月23-25日
中国西部国际博览城
April 23-25, 2025
Western China International Expo City
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同期展会
Concurrent Exhibitions
工业自动化展
数控机床与金属加工展
机器人展
新一代信息技术展
DXPO上海工业商务展览有限公司东括兰生命刷 SHANGHAINDUSTRY&CONMERCEEXHETIONCOLTD.
四川天府国际会展集团有限公司ichuen Tesfu rter tan droup Co, Ltd.
东浩兰生会展集团上海工业商务展览有限公司
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DeurtscheMesse汉诺威米兰展览（上海）有限公司汉诺威米兰展览（上海）有限公司电话Tel：021-50456700CDIIF@hmf-china.com
PENGCAN
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四川天府国际会展有限公司电话Tel：028-80256232stex@cdtf.gov.cn
2025激光技术创新及产业应用交流会
主题峰会：激光技术创新下的应用破局与市场趋势
中国工业激光加工市场现状与增长机会•碟片激光器的发展与应用突破•高功率激光技术最新进展与应用•超快激光技术最新进展及加工应用
•半导体激光技术进展及创新应用
•VCSEL激光器技术最新进展及应用情况
•激光技术与人工智能、大数据、云计算等先进技术的融合
分会场：先进激光技术与智能制造
高反材料的精密稳定焊接
激光锡球焊技术进展及应用
•焊缝质量实时跟踪与监控技术
•非金属材料精密加工（玻璃、塑料、聚合物等）
激光增材制造/3D打印与激光熔覆蓝光激光技术最新进展及工业应用•先进光学元件在激光智能制造中的关键应用•其他相关话题
分会场：超快激光微纳加工技术进展与应用
超快激光器最新技术进展•UV飞秒技术进展及工业应用激光微纳加工中的光束整形技术激光微纳加工中的精密运动控制技术
微纳加工中的激光能量控制与监测
•激光直写技术在微纳光学制造中的应用
•超快激光切割、焊接、钻孔、标记、划线等工业应用分享
•超快技术与AI结合的创新应用
