由德國政府資助的項目EKOLAS取得成果,工業(yè)材料加工紅外激光器能效與功率創(chuàng)新高。
近年來,紅外光應用大量涌現(xiàn),紅外LED和VCSEL用作智能手機人臉識別光源,更是成為熱門話題。其實,很早之前,紅外激光器早就廣泛應用在許多領域。作為世界領先的光學半導體公司,歐司朗光電半導體多年來一直致力于特殊專業(yè)應用領域的高功率激光器,例如在汽車工業(yè)中使用高功率激光焊接機器進行金屬加工。
最近,在德國聯(lián)邦教育和研究局資助的最新EKOLAS項目中,歐司朗攜手合作伙伴,在激光器性能和效率的前沿探索方面取得突破性的成果。
EKOLAS研究項目取得突破性成果,
使激光器能源效率和輸出功率顯著提高。
從醫(yī)療技術到汽車制造,先進的激光技術越來越成為各個行業(yè)不可缺少的組成部分。歐司朗光電半導體攜手Laserline、Heraeus、Fraunhofer ILT、fiberware和Welser Profile等合作伙伴,共同完成了EffiLAS聯(lián)合項目EKOLAS的多項任務,其主要目的是開發(fā)具有卓越輸出能力的高效紅外激光器,并在工業(yè)材料加工中成功應用。
一直以來,德國EffiLAS協(xié)會(高效高功率激光光源協(xié)會)致力于鞏固與提升德國在光子學領域的領先技術和經(jīng)濟地位。在激光光源領域,EffiLAS致力于進一步優(yōu)化如各項參數(shù),比如和性能,能量效率等各項相關技術參數(shù)。
十年前,最好的激光棒功率為200瓦,效率可以達到63%。五年后,輸出功率達250瓦、效率不低于60%,當時這已經(jīng)被認為是當時技術所能達到的極限,因為轉(zhuǎn)換效率和冷卻技術限制了當時激光器的輸出功率。
經(jīng)過開放合作與摸索創(chuàng)新,2020年2月,歐司朗光電半導體與合作伙伴在EKOLAS項目中,共同研發(fā)新型紅外激光器,取得突破性進展,實現(xiàn)激光棒最大輸出功率高達400瓦。在輸出功率為300瓦、波長為1000和1020納米時,該激光器創(chuàng)下了70%效率的新記錄。
項目的成功,得益于從EffiLAS其他項目中所獲得的寶貴經(jīng)驗,包括對材料科學的理解、在外延領域的模擬實驗,以及在芯片和腔面技術方面的基本專業(yè)知識。
歐司朗光電半導體EKOLAS項目經(jīng)理Sebastian Hein表示:
在這個項目中,我們實現(xiàn)了所有預設的目標,有些成果甚至超出了預期。成功的關鍵是我們開發(fā)了模擬激光電光特性的創(chuàng)新軟件工具,這些軟件將熱分布、與溫度相關的材料特性,以及與模態(tài)相關的波在諧振器中的傳播都納入了分析。這些工具大大加速和簡化了必要的測試運行,對項目的結果做出了根本性的貢獻。
從模擬實驗中獲得的新經(jīng)驗,同樣可以用于波長為800 - 1060nm范圍內(nèi)的其他產(chǎn)品系列上。這些成果,不僅為產(chǎn)品開發(fā)帶來更大優(yōu)勢,同時也促進了德國乃至歐洲地區(qū)供應鏈的持續(xù)發(fā)展。
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