新款皮秒激光器发布：超快激光将步入性价比时
发布时间：2019-08-05 16:19
新款皮秒激光器发布：超快激光将步入性价比时代？
近日，三星、华为先后发布了折叠屏手机Galaxy Fold和HUAWEI Mate X，在点燃业界对手机新形态关注的同时，也让OLED柔性屏成为业内关注的焦点。
相比传统的LCD显示结构，以电流驱动有机薄膜本身来发光的OLED屏幕响应速度快，厚度也更薄（小于1.5mm）。这对用来支撑整个OLED的基板（透明塑料、玻璃、金属箔）提出了超薄化要求。此外，OLED封装对环境要求极为严格，需要隔绝氧气和水汽，这也对密封的精密度提出了更高要求。要满足如此高要求高精度的加工条件，超快激光加工技术成了最好的选择。
超快激光加工原理
超快激光可以将光能集中在皮秒至飞秒的时间间隔内，并将光聚焦到比头发直径还要小的超细微空间区域，使得电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高出数倍，从而实现许多地球上所不存在的、其他的方法也无法得到极端物理条件。同时，激光能量集中在如此短的时间内，会获得巨大的单脉冲能量和极高的峰值功率，高功率密度的激光脉冲能轻易地剥离外层电子，使电子脱离原子的束缚，形成等离子体。
由于激光与材料相互作用的时间极短，等离子体还没来得及将能量传递给周围材料，就已经从材料表面被烧蚀掉，能在很大程度上避免长脉宽、低强度激光造成材料熔化与持续蒸发现象（热影响），确保了加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响，大大提高了加工质量。超快激光加工也因此被称为“冷加工”。
此外，激光的非接触式加工也可避免传统机加方式切割容易发生崩边、裂纹等问题，具有精度高、不产生微裂纹、破碎或碎片问题、边缘抗破裂性高、边缘保持了光学性能、无需冲洗、打磨、抛光等二次制造成本等优点，降低成本的同时大幅提高了工件良率及加工效率。
当前产业现状简介
超快激光几乎可加工所有的材料，包括金属、半导体、钻石、蓝宝石、陶瓷、聚合物、复合材料和树脂、光阻材料、薄膜、ITO膜、玻璃、太阳能电池片等等。广泛的适用性也为超快激光产业带来了巨大的市场容量，同时，伴随着电子产品更新节奏加快，有着无可比拟优势的超快激光技术也获得了更多的表现机会，超快激光器、精密激光加工设备也由此获得长足发展。
据OFweek研究中心数据显示，全球工业激光器收入从2012年的23.4亿美元增加至2017年的46.8亿美元，近三年的市场规模增长率分别为10.6％、24.2％和28.6％。其中超快脉冲激光器占比约为24％，预计2020年，全球超快脉冲激光器市场规模有望突破15亿美元。
目前超快激光器市场基本被国外公司主导，如美国相干、Spectra－Physics（光谱物理）、德国通快、EdgeWave、丹麦NKT光子等，他们占据全球近90％的市场份额。其中，创建于1961年的Spectra－Physics是第一家让激光技术走向商业化的公司，凭借接近60年的技术积累成为全球顶尖的激光器供应商之一。
国内的超快激光研究起步较晚，但近年来政府、科研机构及企业加强了对超快激光的重视程度，依靠政策倾斜及企业的大力投入，正在追赶国际先进水平。在超快激光器方面，国内的华日激光、大族激光、贝林激光、英诺激光、卓镭激光、安扬激光等，均致力于实现激光核心器件国产化。
而国内的激光设备商中，大族激光、华工激光能提供全产线激光设备，利用资本优势及技术积累，在精密加工领域有着出色表现，而如德龙激光、盛雄激光、联羸激光、逸飞激光等中小企业，也各自在脆性材料加工、动力电池焊接等细分领域有不俗表现。
在光源选择方面，与飞秒激光相比，皮秒激光不需要为了放大而展宽和压缩脉冲，因此皮秒激光器的设计相对简单，成本效益更高，性能更可靠，并且已足以胜任当前市面上高精度、无应力的微细加工。因此当前皮秒激光器是超快激光加工的主流光源，飞秒激光器的市场还需1－2年的成长时间。
紫外皮秒新方案
尽管从长远来看，超快、超强是激光发展的两大趋势，飞秒激光甚至是比飞秒激光更快的下一代超超快激光，将在未来的医疗、科研应用上具有更大的优势，但眼下更值得关注的仍是皮秒激光产品。
今年2月初，在激光器领域耕耘近60年的Spectra－Physics发布了首款具有颠覆性性价比的工业紫外皮秒激光器——IceFyre 355－30。据介绍，这款激光器能输出波长为355nm、平均功率大于30W、峰值脉冲能量大于60J、重复频率可调范围从单脉冲到3MHz的紫外激光。
同时，IceFyre 355－30还具有TimeShift ps可编程脉冲灵活性、按需脉冲和位置同步输出（PSO）触发功能，提供前所未有的多功能性。TimeShift ps可编程脉冲功能，可在一次脉冲串中通过调整脉冲串形状、脉冲间隔和脉冲数量来实现灵活的脉冲串模式操作，并且全部提供高紫外功率。
IceFyre 355－30是当前市面上尺寸最小的紫外皮秒激光器。它将电源与激光头合为一体置于坚固而紧凑的封装中，易于集成到机械工具上，使用更为便捷。此外，该激光器通过了广泛的环境检验测试，可靠性极高。该激光器实现了全自动和计算机控制，在全天候运转的情况下，功率和光束指向稳定性极为出众，其高精确度和重复性十分适合要求严苛的应用领域，如5G柔性印刷电路（FPC）、平板OLED显示器、太阳能电池、陶瓷、塑料以及其他材料和设备的高产量制造中的冷微加工。
Spectra－Physics激光器高级副总裁兼总经理Dave Allen 表示：“IceFyre 355－30重新定义了紫外皮秒工业激光器的市场。凭借性能、稳定性与低成本的组合极其引人注目，这款新型激光器将成为大批量精密制造、消费类电子产品中的应用以及可再生能源和工业应用的推动者。”
据悉，Spectra－Physics的IceFyre 355－30激光器将于2019年3月20日至22日在慕尼黑上海光博会上展出。在以往国内外企业的竞争中，国产品牌往往主打性价比优势，而当国外品牌也推出具有“能颠覆整个产业的”性价比优势的产品时，国内企业该何去何从？超快激光是否将步入性价比时代？让我们拭目以待。
