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2024世界激光制造大会：凯普林150kW光纤激光器技术解析

2024世界激光制造大会：凯普林150kW光纤激光器技术解析

来源： 发布时间：2024-06-24 浏览量：
风起岭南，潮涌珠江。6月18日，以“赋能智造 · 光耀未来”为主题的第五届世界激光制造大会盛大开幕。群贤毕至，大咖云集，中国工程院院士、业界专家学者、行业精英及企业代表齐聚深圳，探讨行业前沿技术与发展趋势，共创激光产业新格局。
凯普林高功率激光器研发负责人金东臣博士受邀出席，并分享《150kW超高功率光纤激光器》研究进展及应用前景报告，揭示雷霆系列光纤激光器核心技术突破，探讨超高功率光纤激光器在工程机械、钢结构、船舶制造、轨道交通等领域的应用前景和挑战，吸引了众多海内外激光行业院士、专家的关注。

金东臣博士作行业报告

一
超高功率的技术突破与挑战

光纤激光器，作为激光技术发展主流方向和激光产业应用主力军，已被广泛应用于工业加工和科学研究等领域。十万瓦级超高功率光纤激光器凭借更高激光功率、更强切割能力、更快加工效率，对传统火焰切割、等离子切割发起新一轮的技术挑战和渗透，不断推动着传统加工方式转型升级。

然而，要实现十万瓦级高亮度激光输出并非易事，热损伤、模式不稳定、非线性效应等制约了功率的进一步提升。

超高功率面临的技术瓶颈

凯普林凭借深厚的技术沉淀以及创变非凡的理念，突破超高功率光纤激光器技术瓶颈，成功研制并推出雷霆系列超高功率光纤激光器，并具备高集成、高功率、高亮度以及长铠缆的四大优势。

  • 自研新一代雷霆光学平台：有效解决拉曼问题、实现34μm高亮度输出，光源质量大幅提升；
  • 采用功率合束技术：突破单纤功率上限，实现高效能量合束，提升整体性能；
  • 采用高功率合束器件：自研特种光纤、飞秒刻栅技术和高功率器件，确保稳定性能，为各种应用场景提供强大支持。
二
150kW超高功率激光器关键技术

1) CTC芯片一体化技术
CTC（Chip to Chassis）芯片一体化技术，灵感来源于机翼油箱、电芯底盘一体化设计，它提高了光纤耦合效率、泵浦功率，在散热方面实现前所未有的突破，成为凯普林光纤激光器高功率、轻量化、高效率、高稳定性的独创核心技术。
➢ 泵浦源功率持续进化
2)高亮度光模块平台
➢ 新一代雷霆光学平台
依托CTC芯片一体化技术，新一代雷霆光学平台功率提升至6000W，支持更高功率输出，是雷霆系列光纤激光器的核心能量源。
该平台具有单光腔结构，实现小芯径准单模输出，发散角更小，亮度更高；可有效解决超高功率光纤激光器输出光束质量差、稳定性低、体积冗余、笨重等缺陷。
3）高功率核心光纤器件
➢ 高功率激光能量合束技术
凯普林自研超高功率输出头，具备输出功率大、工作频段宽、使用寿命长等优势，支持200kW的超高功率激光产生与传输。
➢ 飞秒激光刻栅技术
飞秒刻栅通过多光子作用，不受光敏性、光纤限制，具备长期高温稳定性，更加高效、稳定、自动化。采用飞秒激光刻写光纤光栅光谱及微结构，可助力150kW光谱纯净，拉曼抑制比≥30dB@200μm-20m。
在性能测试中，集成拉曼光栅可实现受激拉曼散射高效抑制，满功率合成后可实现36.5dB@150kW拉曼信噪比。
4）权威机构认证
➢ 光压功率计量技术
自主搭建高效、高精度超高功率光压计量系统，成功实现100kW/120kW/150kW超高功率计量。100、120kW计量结果对比光热型功率计最大偏差≤1.5%。
经中国计量科学研究院权威认证，雷霆150kW光纤激光器100%出光实测功率150.34 kW。
凯普林在国内首次将光压功率计用于150kW激光功率的实验测量，并填补了国内120kW以上超高功率实验测试的空白，为光压功率计提供了应用数据与实践经验。
经第三方机构资质认证，凯普林150kW超高功率光纤激光器是全球首台150kW工业级光纤激光器。
展望未来，光纤激光器将向高功率、高亮度、低能耗方向持续演进。随着技术不断进步，激光器已逐渐从专业领域的高端工业品扩展至更宽广的应用领域，未来如何让这些激光器无缝融入大众生活，提供更便捷、高效的解决方案，无疑将是一项重要且值得深入探索的课题。

 
凯普林光电成立于2003年，是面向全球的激光解决方案服务商。公司以“让梦想驭光而行”为使命，以“创变非凡”为价值观，致力于创造更好的激光产品，为全球客户提供半导体激光器、光纤激光器、超快激光器产品及解决方案。
凯普林官网：www.bwt-bj.com
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