日前,第十五屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)在常州落下帷幕。核心議題涵蓋2022動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)“形”與“勢(shì)”、市場(chǎng)躍升后的產(chǎn)業(yè)鏈新考驗(yàn)等多項(xiàng)專(zhuān)題。超800位企業(yè)高層、精英人士、政府人士及投資高層匯聚一堂,湖南大科激光有限公司董事長(zhǎng)郭少鋒博士受邀參加《智造賦能質(zhì)造》專(zhuān)場(chǎng)論壇。
圖1.《智造賦能質(zhì)造》專(zhuān)場(chǎng)論壇現(xiàn)場(chǎng) 大科激光自創(chuàng)業(yè)以來(lái)始終堅(jiān)定不移的開(kāi)發(fā)迭代高亮度抗高反型光纖激光器,自2021年打出“亮度為王”的旗號(hào)后,也收獲很多業(yè)內(nèi)專(zhuān)家與同行的認(rèn)可,很多以往只注重激光器功率的企業(yè)也開(kāi)始關(guān)注到激光的亮度性能。而大科激光對(duì)高亮度的理解是基于對(duì)激光物理的深刻理解,離開(kāi)了這種理論圖景,“高亮度”就會(huì)變成無(wú)源之水,只得其形不得其神。在高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)上,面對(duì)激光光源如何適應(yīng)鋰電行業(yè)的“極限制造”概念這一話題,郭少鋒博士給出了大科的解決方案:極限制造需要極致的光纖激光器,通往極致之路的關(guān)鍵是高性能光纖激光器的三大“純凈”——模式純凈、光譜純凈、時(shí)序純凈。
圖2.大科激光董事長(zhǎng)郭少鋒博士 模式純凈,即做到100%純基模(LP01模)輸出。光纖激光器的輸出中如果出現(xiàn)多個(gè)模式,模式之間會(huì)產(chǎn)生相互耦合、能量轉(zhuǎn)化,這種不確定性會(huì)受到加工過(guò)程中所產(chǎn)生的回返光、振動(dòng)、高低溫等因素影響而放大,造成激光器輸出功率和光斑形態(tài)的波動(dòng)。而純基模光纖激光器,則能夠保證光斑和功率始終處于非常穩(wěn)定的狀態(tài)。 光譜純凈,是指將大功率激光器因非線性效應(yīng)產(chǎn)生的非信號(hào)光波長(zhǎng)的激光能量(如受激拉曼散射)控制在-40dB(萬(wàn)分之一)以下,使得能量集中在主信號(hào)光波段。光纖激光器在進(jìn)行高精密焊接等加工應(yīng)用時(shí),非信號(hào)光能量可能造成較為嚴(yán)重的加工頭光學(xué)系統(tǒng)的熱畸變,甚至可能引起大氣通道的熱效應(yīng),特別是,非信號(hào)光波長(zhǎng)部分的能量會(huì)在工件表面反射,反向傳輸回到光纖激光器中繼續(xù)放大,會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致輸出功率下降、甚至損壞激光器件,對(duì)焊接的穩(wěn)定性和良率會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 時(shí)序純凈,是指光纖激光器的功率波形在足夠高的時(shí)間分辨率下仍保持恒定狀態(tài),沒(méi)有“毛刺”。理論和實(shí)驗(yàn)均證實(shí),連續(xù)波光纖激光器會(huì)存在微秒量級(jí)甚至納秒量級(jí)的自脈沖現(xiàn)象(又稱(chēng)暗脈沖),峰值功率可達(dá)到正常狀態(tài)下平均功率的數(shù)倍以上,這種自脈沖可以通過(guò)快速的光電探測(cè)器觀測(cè)到,通常表現(xiàn)為在連續(xù)波基底上面的微細(xì)“毛刺”。常規(guī)粗放型激光加工幾乎不會(huì)受到自脈沖的影響,但在追求極限制造、極致穩(wěn)定的過(guò)程中,這種自脈沖會(huì)導(dǎo)致加工工件出現(xiàn)爆點(diǎn)、焊縫不一致等瑕疵。大科激光時(shí)序控制目標(biāo)是將自脈沖峰值功率控制在不超過(guò)平均功率的20%,以滿足鋰電高精度加工、高穩(wěn)定性加工需求。 純凈如斯,亮如恒星 大科“天狼星”系列光纖激光器在大科激光對(duì)三大“純凈”的極致追求中應(yīng)運(yùn)而生。利用諧振腔結(jié)構(gòu)具備比放大器結(jié)構(gòu)更強(qiáng)的抗回返光能力這一特性,大科激光基于單諧振腔技術(shù),通過(guò)獨(dú)特的光路設(shè)計(jì)和工藝處理,抑制了橫向模式不穩(wěn)定和受激拉曼散射,實(shí)現(xiàn)了14μm增益光纖輸出2.2kW純基模(M²<1.1,接近衍射極限)激光,并支持10米長(zhǎng)度14μm芯徑能量傳輸光纖(NA為0.07),拉曼抑制比優(yōu)于-40dB。這一系列技術(shù)突破,奠定了“天狼星”系列激光器(Sirius-1000W~5000W)的技術(shù)基礎(chǔ),解決了光纖激光器在焊接新能源電池中銅、鋁等高反射率材料時(shí)遇到的諸多難題,在銅鋁焊接、3D打印等應(yīng)中優(yōu)勢(shì)明顯,非常適合動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、全鋁車(chē)身等各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景,為新能源市場(chǎng)提供了理想的焊接解決方案。
圖3. 大科諧振腔型單模連續(xù)光纖激光器
圖4. 2kW輸出時(shí)光束質(zhì)量M²為1.07(LQM測(cè)試) 追求鋰電加工品質(zhì)極限 做最亮的激光器 鋰電產(chǎn)業(yè)鏈將迎來(lái)新一波浪潮,產(chǎn)能已邁向TWh時(shí)代。對(duì)于該行業(yè)相關(guān)焊接的精度要求也節(jié)節(jié)攀升,動(dòng)力電池缺陷率將從ppm(百萬(wàn)分之一)級(jí)別向ppb(十億分之一)提升,因此也對(duì)激光這一新能源行業(yè)的“加工利刃”提出了更高的要求。為順應(yīng)新能源行業(yè)發(fā)展趨勢(shì),大科激光依然會(huì)將“高亮度”、“抗高反” 、“高節(jié)能”作為產(chǎn)品研發(fā)和制造的著力點(diǎn),在上游激光光源技術(shù)方面不斷深耕,追求激光器性能極限——三大“純凈”,為新能源行業(yè)的極限制造提供光學(xué)性能趨于物理極限的高性能激光器。 (文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系刪除)
版權(quán)聲明: 《激光世界》網(wǎng)站的一切內(nèi)容及解釋權(quán)皆歸《激光世界》雜志社版權(quán)所有,未經(jīng)書(shū)面同意不得轉(zhuǎn)載,違者必究! 《激光世界》雜志社。 |
友情鏈接 |
首頁(yè) | 服務(wù)條款 | 隱私聲明| 關(guān)于我們 | 聯(lián)絡(luò)我們 Copyright© 2024: 《激光世界》; All Rights Reserved. |