Прогресс в технологии производства источника лазерной накачки

Основные компоненты источника накачки включают лазерный чип и коллиматор медленной оси (SAC), коллиматор быстрой оси (FAC), поляризационный светоделитель/объединитель лучей (PBS/PBC), зеркало (Зеркало), фокусирующую линзу (Фокусирующая линза). , волоконно-оптическая головка (FTA) и другие лазерные оптические компоненты. Каждый источник накачки должен использовать 1 поляризационный делитель/сумматор луча, 1 фокусирующую линзу и 1 оптоволоконную головку. Количество используемых лазерных чипов зависит от мощности источника накачки и мощности одного чипа, и каждый лазерный чип должен быть объединен с 1 коллиматором медленной оси, 1 коллиматором быстрой оси и 1 отражателем, которые используются вместе.

В настоящее время Raycus и MAX постепенно реализовали комплексную независимую упаковку источников накачки и COS-чипов, но все еще существует определенный разрыв между мощными лазерными чипами и импортными чипами. В настоящее время мощность источника накачки на рынке составляет в основном 100–400 Вт, и она демонстрирует все более высокую тенденцию развития. Насосы Raycus мощностью 350, 370 и 500 Вт выпущены в массовое производство. В настоящее время насосный модуль может достигать максимальной мощности 700-1000 Вт, а числовая апертура 95% энергии находится в пределах 0.17. MAX уже создала собственные чипы COS в 2017 году.

Лазерный чип является основным компонентом полупроводникового источника накачки, а его уровень мощности и стабильность работы напрямую влияют на выходные характеристики лазера. Лазерные чипы — очень слабое звено в цепочке отечественной лазерной промышленности. В течение долгого времени почти все мощные лазерные чипы в моей стране импортировались. Цена импорта относительно высока, существуют технические блокады. Американские компании, такие как Lumentum и II-VI, имеют возможность производить мощные лазерные чипы и могут их экспортировать, в то время как американские IPG, немецкие Trumpf и Nlight могут производить такие чипы, но не продавать их. Отечественные компании, такие как Everbright, BWT, Huaguang и другие, обладают независимыми возможностями проектирования технологий упаковки чипов. В настоящее время Raycus в основном закупает чипы и источники накачки у Everbright и BDL. Согласно предполагаемому ежедневному плану связанных транзакций на 2022 год, сумма покупки в 2022 году достигнет 400 миллионов юаней. В 2017 году компания MAX также начала разработку собственного однотрубного насосного источника.

Согласно проспекту Everbright, объем рынка лазерных чипов на внутреннем рынке моей страны в 2020 году составит 529 миллионов юаней. Согласно данным «Отчета о развитии лазерной промышленности Китая в 2021 году» [1], в 2020 году моя страна поставит около 38,000 1 волоконных лазеров мощностью 3–14,000 кВт, около 3 6 — мощностью 6–10 кВт и 2,400–1,600 кВт. Было отгружено около 10 единиц, а мощностью свыше 1 кВт — около 2020 единиц, как показано в таблице 56,000. По расчетам «Оптоэлектроники», в 194,000 году поставки волоконных лазеров в мою страну составят примерно 100,000 309,000 единиц (около 2021 70 кВт), а это Ожидается, что общий объем поставок волоконных лазеров превысит 70 20 единиц (около 30 10 кВт) в 2020 году. Согласно скорости преобразования света в свет широко используемых на рынке источников накачки, около 20%, около 2021% промышленных мощность одного чипа составляет 31.9 Вт, а XNUMX% промышленной мощности одного чипа составляет XNUMX Вт, потребление промышленных лазерных чипов в XNUMX году составит около XNUMX миллионов таблеток, а ожидаемое потребление в XNUMX году составит XNUMX миллиона таблеток.

Среди отечественных научно-исследовательских групп, занимающихся лазерными чипами, Everbright находится в авангарде. В 2021 году общий доход компании достиг 429 миллионов юаней, а чистая прибыль — 115 миллионов юаней. Ее мощные полупроводниковые чипы занимают лидирующую долю на внутреннем рынке. В настоящее время Everbright постепенно реализовала локализацию одноламповых чипов с высокой мощностью, высокой надежностью, высокой эффективностью и широким диапазоном длин волн. Мощность массового производства может достигать 30 Вт, диапазон длин волн составляет 808–1064 нм, а эффективность электрооптического преобразования достигает 60–65%. %, уровень технологии продукции синхронизирован с зарубежным передовым уровнем, а последующие клиенты охватывают основных отечественных производителей лазеров, таких как Raycus, MAX, HANS и FEIBO. Под влиянием общего падения цен в отраслевой цепочке и конкурентных стратегий отечественных и зарубежных производителей цены на чипы также продемонстрировали тенденцию к снижению. Компания Everbright успешно вошла в список Совета по инновациям в области науки и технологий, а локализация лазерных чипов является общей тенденцией.

Оптические компоненты также являются важной частью источника накачки, порог повреждения которого, точность коаксиала и качество покрытия напрямую влияют на выходные характеристики лазера. Среди них коллиматор быстрой оси представляет собой микролинзу нецилиндрической формы, что технически сложно. Лишь несколько компаний в мире освоили технологию обработки. Основными поставщиками на рынке являются Limo, Fisba, Svetwheel и др. Несколько лет назад отечественная продукция полностью зависела от импорта, но после того, как Focuslight приобрела Limo и Haichuang самостоятельно разработали продукцию FAC, отечественная продукция FAC была заменена отечественной продукцией, и технология достигла международного ведущего уровня. Коллимирующие линзы с медленной осью, зеркала, поляризационные делители/объединители лучей, фокусирующие линзы, оптические волокна с покрытием и другие оптические компоненты источников накачки были заменены внутри страны. В настоящее время основными поставщиками являются Haichuang, Focuslight, Fisba, Ingeneric, II-VI и др. Оптические компоненты источника накачки волоконного лазера IPG производятся и используются самостоятельно, а не продаются во внешний мир.