国产绿光3D打印将领先！近单模2千瓦连续绿光激光器国内率先突破
高功率绿光激光器的发展备受关注。连续光纤激光器由于其运转模式连续及其波导式结构的特点，具有输出激光能量均匀、高增益、高转换效率、可实现超高功率输出、光束质量较好、容易实现单模输出和性能稳定等优点。
铜材料是世界上应用最广的金属材料之一，在常温条件下，铜材对1064nm波段的激光吸收率只有不到5%，而对532nm的绿光的吸收率可以达到40%，相当于是近红外波段激光的8倍。而铜材大量应用于锂电、微电子等行业，目前工业界使用最多的是1064nm波段的近红外激光器，由于铜对1064nm波段激光吸收率低从而会在加工过程中出现效率低、气泡、飞溅等问题，而绿光激光用于铜等高反材料的切割、焊接、增材制造应用的效果比近红外激光效果有明显优势。因此，实现高功率、高效率的连续绿光输出成为激光器的研究热点之一。
引自《高功率连续绿光激光器的研究进展》
从几种典型粉末材料对不同波长激光的吸收率曲线图，可以看出不同材料对不同波长激光的吸收率曲线不同。加工过程中材料吸收的激光能量可以转化为热能，导致材料局部温度升高。这种热效应在激光切割、焊接和热处理等过程中非常重要，导致材料发生相变，如熔化、蒸发或升华。
典型粉末材料对各波长激光的吸收率
绿光激光器的一个重要应用是3D打印技术。国内在该领域的代表厂商为希禾增材，作为公大激光的全资子公司，希禾增材已推出多款采用公大激光单模绿光光源3D打印机，由此打印的纯铜产品呈现出极高的质量。
单模连续绿光光纤激光器打印纯铜（希禾增材）（致密度≥99.5%）
使用单模连续绿光光纤激光器作为光源，在打印纯铜方面的应用是一个相对较新的技术领域，它利用了绿光激光器的光束特性来克服传统激光技术在处理高反射材料时遇到的挑战。由于纯铜对绿光的吸收率远高于对近红外光的吸收率，使得绿光激光器在铜材料的加工上更为有效。另一方面，单模激光器产生的光束具有很高的质量和一致性，这对于精密加工至关重要，尤其是在打印纯铜时，可以确保打印过程的精细度和一致性。
希禾增材XH-M160G 3D打印的纯铜热处理感应器
希禾增材XH-M160G 3D打印的纯铜电机绕组
希禾增材3D打印的铜产品
而在短波长激光器的开发中，紫外（UV）激光器和蓝光激光器因其独特的应用特性而备受关注。由于紫外激光波长较短，对材料的纯度和光学特性要求极高，目前难以找到能够承受高功率紫外激光的材料，市场上出现的超过百瓦的紫外激光器并不多见。蓝光激光器虽然目前已有制造商实现了千瓦级的功率输出，但在光纤合束前，蓝光激光器需要进行空间合束，这一过程对激光光束的质量、稳定性和功率分布有严格要求。与光纤激光器相比，当前蓝光激光器的光束质量较差，限制了其在某些精密加工应用中的性能。
另一方面，经过各国科研人员的努力，商用的绿光激光器近年取得较大的进展。德国通快(TRUMPF)于2021年推出高功率连续绿光碟片激光器TruDisk 3022，能够提供多模3kW的最高输出功率，是目前绿激光系列中的最高功率，展示了其在铜材焊接方面的应用优势，但其价格非常昂贵。美国IPG公司于2022年推出了世界上第一台千瓦级单模纳秒脉冲绿光激光器GLPN-1000，可提供高达1kW的平均功率，整机体积小巧，电光转换效率高达25%，引起了产业界的广泛关注。
深圳公大激光主要从事“先进短波长光纤激光器"和“激光精密加工解决方案”的研发、生产和销售，是一家专注于中高功率短波长（绿光和紫外）全光纤激光器的研发、生产和应用方案的激光器公司。公大激光继2022年推出的500W单模绿光激光器和2023年推出的1000W单模和3000W多模连续绿光激光器之后，本次新推出最高输出功率达到2千瓦近单模绿光光纤激光器，已得到终端相关行业客户的测试验证。公大激光，是全球第一家能够提供2千瓦近单模连续绿光激光器产品的厂家。
主要激光特性，测试结果如下：
（1）功率稳定性，连续出光拷机12h，整机功率波动小于1.5%
（2）光斑能量分布测试
光斑能量分布测试图
（3）光束质量测试
光束质量测试图@2千瓦
展望
未来，公大激光将继续努力，开发更多创新技术，进一步提高激光器的功率、效率和可靠性，同时降低成本，匹配更多重要的应用场景，为全球高端制造升级贡献力量。
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