高功率皮秒激光器是激光微纳加工装备中最核心的部件。超快激光脉冲宽度窄、峰值功率高，在产品加工过程中对材料损伤小，加工精度和加工质量高。但超快激光器的功率往往制约了产品的加工效率。因此，为实现高质量和高效率的激光微纳加工，全球市场上越来越多的激光厂家纷纷尝试高功率皮秒激光器，今年，盛雄激光全球首发工业用500 W高功率红外皮秒固体激光器。
1．纳秒激光VS皮秒激光VS飞秒激光
(资料图)
纳秒、皮秒和飞秒激光加工效果
纳秒激光的脉宽一般为10－9s左右，峰值功率仅能达到10KW，常用于金属材料、柔性材料、高分子材料和复合材料的切割、打孔、表面微结构加工等。加工过程中容易产生刮渣、碎屑和热影响。
皮秒激光的脉宽一般为10－12s左右，峰值功率能达到100MW，皮秒激光器峰值功率高，加工精度高，常用于金属、半导体、硬脆材料、聚合物和太阳能电池片等的微米尺度加工。
飞秒激光的脉宽一般为10－15s左右，峰值功率能达到100000MW，目前飞秒激光并未广泛应用于工业生产当中，且技术路线较为复杂，成本较高。
纳秒、皮秒和飞秒激光参数对比
因此，皮秒激光以其优于纳秒激光加工质量和加工精度，在当下的市场需求下，皮秒激光能更为广泛的应用于激光微纳加工领域。
2． 盛雄激光500W高功率红外皮秒固体激光器
目前国内外工业皮秒激光器产品
目前市面上了解到的主要的皮秒激光器生产厂商通快、IPG、Amplitude和EdgeWave等，其激光器平均功率最高仅能达到400W，但大部分仍然未应用于工业领域，仍处于样机阶段。
2021年，在经过了研发团队3年的不懈努力下，盛雄激光率先推出了300W高功率红外皮秒固体激光器，届时迅速推动到客户端进行实际应用，经过2年不断在客户端验证、改善、积累，在不断“持续优化、化繁为简、洞察技术细节本质”的技术要求下，盛雄激光在2023年又推出了全新的自研的更高功率500W红外皮秒固体激光器，在功率、效率方面都实现了更高、更快、更稳定，同时也给客户带来了更大的信心。据了解，该机型是目前国内外已经得到量产化的最高功率工业皮秒激光器。
该激光器依然采用光纤种子源＋固体放大器技术路线，围绕技术路线中光纤SESAM锁模、高功率固体放大、光束质量控制技术进行攻关，研发过程攻克了光学晶体、镜片、高功率损伤阈值才实现500W高功率皮秒激光器的工业化量产，主要表现以下几方面：
①窄脉宽窄线宽皮秒光纤种子源技术：在脉冲能量＞50 nJ情况下，输出的激光脉冲仍能在时频域上保持近傅里叶变换极限，既能实现＜10 ps窄脉宽输出，又能使光纤种子源与固体放大器增益谱线匹配，实现固体放大器高效率输出；
②大功率端泵棒状晶体与Innoslab板条晶体高功率混合放大技术：端泵棒状晶体预放大技术可实现百瓦级高光束质量输出，可以保证单通放大结构的Innoslab放大器功率上饱和提取。Innoslab单通放大结构相交于传统的多通放大结构，不仅使放大信号激光模式与泵浦模式更好地匹配，也使光路更加简单，显著提高其稳定性。
③光束净化技术：激光器光路设计采用4f像传递＋空间滤波技术，对固体放大器后光束进行空间净化，实现高功率情况下基模输出。
3． 盛雄激光500W高功率红外皮秒固体激光器核心优势：
①极高的功率稳定性（功率稳定性＜0．5％（RMS＠12 hours））；
激光器稳定性测试
②极好的光束质量（光束质量M2＜1．3，像散 ＜10％，近远场光斑 ＞90％）；
光束质量 M2x＝1．267，M2y＝1．244
近场光斑：圆度98％ 远场光斑：圆度91％
③功能丰富的控制系统；
丰富的控制系统
·兼容PSO／ POD／ Gate控制模式
·支持Supersync功能：外触发延时抖动＜200 ps
·支持脉冲串（Burst Mode）工作
·支持脉冲串波形编辑功能
·支持功率外控功能：功率切换时间＜10 μs
·内置35路传感器，实时监测关键器件及输出激光状态
·支持远程服务及在线维护
·光机电一体化设计，结构紧凑
④良好的产品特性
内置CCD监测光斑状态
操作软件截面
·内置35路传感器，实时监测关键器件及输出激光状态·支持远程服务及在线维护·光机电一体化设计，结构紧凑·用户友好性，操作便利
4． 盛雄激光500W高功率红外皮秒固体激光器参数：
500W红外皮秒激光器功率实测
500W红外皮秒激光器生产车间
5． 结语
凭借高功率超快激光器的研发及工业化，并将其应用于工业化产品与装备上。高功率超快激光器的自主可控研发开始成为现实，这个产业升级的重要节点，盛雄激光将秉持“坚持技术驱动、持续创新为本”的核心价值观，不断创新，为客户创造更高价值。
关键词：
