近年来,消费类电子和5G等行业的发展对高反材料的精密焊接需求越来越旺盛,对长脉冲绿光激光器也提出了迫切需求。大族激光紧扣市场发展趋势,在国内率先开展了大能量、高峰值的长脉冲绿光激光器研发,迅速突破峰值功率1 kW的技术指标,并在该激光器平台上开展了大量的应用工艺研究,改善国内长脉冲绿光激光器应用工艺开发落后现状。
长脉冲绿光激光器具有单脉冲能量大、峰值功率高等优点,非常适合于铜、金等高反材料的焊接。对于倍频效率低的问题,我们进行了激光器谐振腔设计及倍频晶体热沉结构设计,为了保证输出绿光的稳定性,对激光器功率反馈系统进行了独特设计。

激光器谐振腔结构对基频激光的光束质量、腔内的光强分布、热稳定性具有决定性影响。当前固体激光器有多种谐振腔构型,如平平腔、凹凸腔、望远镜腔等。要获得高效倍频,通常要求入射到倍频晶体上的基频激光具有高的光束质量、低的发散角和高的峰值功率密度。
内部光路结构图
激光器输出功率和能量稳定性对于激光焊接工艺的稳定性具有重要影响,是绿光激光器能够实现批量化工业应用的前提条件之一。大族激光独立开发了输出激光直接探测的反馈系统,通过对反馈光路的优化和反馈控制电路的重新设计,获得了较高反馈精度,整机的输出功率稳定性达到了±1.5%。倍频效率对激光器安全工作至关重要,为避免激光器的器件损伤或失调导致系统损坏,在功率反馈系统中集成了激光器状态的自检功能。
紫铜对绿光的吸收率达40%(对红光约为5%);钢铁对绿光的吸收率达50%(对红光约为38%);金对绿光的吸收率达30%(对红光约为5%)
0.1mmCu-0.1mmCu (绿光焊接效果)
0.1mmCu-0.1mmCu (光纤激光焊接效果)
0.2mmCu-0.2mmCu (绿光焊接效果)
0.2mmCu-0.2mmCu (光纤激光焊接效果)

(a)纯金样品 (b)25x (c)100x
焊接要求:纯金对接,强度高,焊缝表面光滑,无气孔、飞溅、凹坑等缺陷。

绿光激光器可极大改善激光焊接在金银铜等高反材料中的效果,是特种波长激光器领域中十分有潜力的⼀个分支方向。在日常的应用中,除了用于高反材料的焊接,如铜、铝、金、银,此款产品还应用于医疗设备电子、手机通讯、电子元件、汽车配件等行业。
来源:大族激光
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