松下開發高功率藍色WBC技術,將徹底改變微細加工中的DDL應用

美國商業資訊中文 發佈 2020-02-03T14:52:43+00:00

為獲得此類光束源,松下於2013年開始與總部位於美國麻薩諸塞州的TeraDiode,Inc. 合作,並一直在開發WBC技術,該技術可將多種不同的波長組合成單個組合光束。

日本大阪--(美國商業資訊)--2020年1月29日,松下公司(Panasonic Corporation)宣布已成功驗證全球最高亮度的藍色雷射。這是通過在直接二極體雷射器(DDL)上使用波長光束組合(WBC)技術[1]來產生高質量的輸出光束[2]來實現的。利用該技術可以實現功率調節,同時僅僅通過增加雷射源的數量可保持光束質量。該驗證為雷射強度打開了大門,這些強度比傳統的藍色雷射系統高兩個數量級。這項技術將有助於新興的微細加工工藝,其需求有望在汽車業等工業應用中增長。

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汽車業正朝著「電氣化」和「微型化」的方向發展,同時又要求「高剛性」、「設計靈活性」和「生產率」。在此背景下,行業對於能夠加工銅、黃金和塑料等各種材料的期望正日益高漲。特別是,具有高光吸收效率的藍色雷射器在針對汽車電機和電池的銅製造領域有著高需求。高生產率加工需要具有高輸出功率和高光束質量的雷射束源。

為獲得此類光束源,松下於2013年開始與總部位於美國麻薩諸塞州的TeraDiode, Inc. (TDI)合作,並一直在開發WBC技術,該技術可將多種不同的波長組合成單個組合光束。2014年,松下推出LAPRISS,這是全球首個採用WBC技術且配備紅外DDL的雷射焊接機器人系統*1。2017年,該公司收購TDI作為全資子公司*2,並開始開發基於WBC的輸出-功率優化及縮短波長。

通過將來自多根二極體條[3]的100多台發射器與WBC技術相結合,實現了高光束質量藍色雷射(波長帶= 400–450nm)的輸出功率優化。

這項WBC技術將來自多台發射器的不同波長的光束相組合,而這些光束以與各波長相對應的角度入射到衍射光柵上。然後,在局部透明的共享反射鏡與發射器的各邊緣面之間形成諧振器。結果是,輸出光束的的輸出達到135 W,且BPP [4]的光束質量高達1.5mm · mrad。

展望未來,松下將開發配備此雷射束源的加工系統,以及雷射加工的工藝優化。

松下將於2020年2月1日至6日在舊金山舉行的2020年國際西部光電展(PHOTONICS WEST 2020)上舉辦有關本公司技術成就的展覽和講座。*3

這項研究包括從日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)委託的項目—— 「基於高亮度和高效率雷射技術開發具有智能的先進雷射加工技術(TACMI項目)」——獲得的數據。

[應用] 雷射加工(焊接、切割等)

[專利] 國內外共571項專利(包括申請中的專利)

注釋:

*1:松下公司主題

2014年4月15日:松下發布配備全球首個大功率直接二極體雷射器的雷射焊接機器人系統"LAPRISS"

*2:松下公司新聞稿

2017年1月6日:松下收購總部位於美國的工業雷射初創公司TeraDiode, Inc.的全部股份。

*3:2020年國際西部光電展,舊金山,2020年2月1-6日

術語 [1] 波長光束組合(WBC)技術:這項技術將具有不同波長的光束相組合,而這些波長由衍射光柵上的多個DDL(直接二極體雷射器)發出。

[2] 光束質量:該指數表明組合光束的難易程度。較高的光束質量具有較小的直徑和高度準直特性。

[3] 二極體條:在單個半導體晶片上以陣列配置具有多個發射條(發射極)的雷射條。

[4] BPP(光束參數積):定義為聚焦位置光束腰的半徑r0乘以光束髮散角的半值半寬度θ的乘積;BPP =r0xθ。以[mm ・ mrad]表示單位。BPP越小,光束質量越高。

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