松下开发高功率蓝色WBC技术,将彻底改变微细加工中的DDL应用

winniewei 提交于 周二, 02/04/2020
松下开发高功率蓝色WBC技术,将彻底改变微细加工中的DDL应用

这项技术可支持高功率、短波长激光器,以高光束质量进行微细加工

2020年1月29日,松下公司(Panasonic Corporation)宣布已成功验证全球最高亮度的蓝色激光。这是通过在直接二极管激光器(DDL)上使用波长光束组合(WBC)技术[1]来产生高质量的输出光束[2]来实现的。利用该技术可以实现功率调节,同时仅仅通过增加激光源的数量可保持光束质量。该验证为激光强度打开了大门,这些强度比传统的蓝色激光系统高两个数量级。这项技术将有助于新兴的微细加工工艺,其需求有望在汽车业等工业应用中增长。

汽车业正朝着“电气化”和“微型化”的方向发展,同时又要求“高刚性”、“设计灵活性”和“生产率”。在此背景下,行业对于能够加工铜、黄金和塑料等各种材料的期望正日益高涨。特别是,具有高光吸收效率的蓝色激光器在针对汽车电机和电池的铜制造领域有着高需求。高生产率加工需要具有高输出功率和高光束质量的激光束源。

为获得此类光束源,松下于2013年开始与总部位于美国马萨诸塞州的TeraDiode, Inc. (TDI)合作,并一直在开发WBC技术,该技术可将多种不同的波长组合成单个组合光束。2014年,松下推出LAPRISS,这是全球首个采用WBC技术且配备红外DDL的激光焊接机器人系统*1。2017年,该公司收购TDI作为全资子公司*2,并开始开发基于WBC的输出-功率优化及缩短波长。

通过将来自多根二极管条[3]的100多台发射器与WBC技术相结合,实现了高光束质量蓝色激光(波长带= 400–450nm)的输出功率优化。

这项WBC技术将来自多台发射器的不同波长的光束相组合,而这些光束以与各波长相对应的角度入射到衍射光栅上。然后,在局部透明的共享反射镜与发射器的各边缘面之间形成谐振器。结果是,输出光束的的输出达到135 W,且BPP [4]的光束质量高达1.5mm · mrad。

展望未来,松下将开发配备此激光束源的加工系统,以及激光加工的工艺优化。

松下将于2020年2月1日至6日在旧金山举行的2020年国际西部光电展(PHOTONICS WEST 2020)上举办有关本公司技术成就的展览和讲座。*3

这项研究包括从日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)委托的项目—— “基于高亮度和高效率激光技术开发具有智能的先进激光加工技术(TACMI项目)”——获得的数据。

[应用] 激光加工(焊接、切割等)

[专利] 国内外共571项专利(包括申请中的专利)

注释:
*1:松下公司主题
2014年4月15日:松下发布配备全球首个大功率直接二极管激光器的激光焊接机器人系统"LAPRISS"
https://news.panasonic.com/jp/topics/2014/38440.html(日语)
*2:松下公司新闻稿
2017年1月6日:松下收购总部位于美国的工业激光初创公司TeraDiode, Inc.的全部股份。
https://news.panasonic.com/global/press/data/2017/01/en170106-3/en170106-3.html 
*3:2020年国际西部光电展,旧金山,2020年2月1-6日

术语
[1] 波长光束组合(WBC)技术:这项技术将具有不同波长的光束相组合,而这些波长由衍射光栅上的多个DDL(直接二极管激光器)发出。

[2] 光束质量:该指数表明组合光束的难易程度。较高的光束质量具有较小的直径和高度准直特性。

[3] 二极管条:在单个半导体芯片上以阵列配置具有多个发射条(发射极)的激光条。

[4] BPP(光束参数积):定义为聚焦位置光束腰的半径r0乘以光束发散角的半值半宽度θ的乘积;BPP =r0xθ。以[mm ・ mrad]表示单位。BPP越小,光束质量越高。

关于松下
松下公司是一家致力于为消费电子产品、住宅、汽车及B2B业务的客户开发各种电子技术和解决方案的全球领军企业。松下于2018年庆祝其成立100周年,并已将业务扩张至全球,目前在全世界范围内共经营582家附属公司和87家联营公司。截至2019年3月31日,其合并净销售额达8.003万亿日元。松下致力于通过各部门的创新来追求新的价值,并努力运用公司的技术为客户创造更美好的生活、更美好的世界。如需了解有关松下的更多详情,敬请访问:https://www.panasonic.com/global

来源:https://news.panasonic.com/global/press/data/2020/01/en200129-2/en200129-2.html

相关链接
工业器件与解决方案 - 松下
https://industrial.panasonic.com/ww

TeraDiode, Inc.
https://www.teradiode.com/

原文版本可在businesswire.com上查阅:https://www.businesswire.com/news/home/20200128005907/en/

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