经过不到七年的时间，我国深圳工大激光有限公司打破了国际垄断，成功研发出同等级别的500W单模准连续绿色光纤激光器：GNPL-500-50。这款产品不仅填补了国内市场空白，还提供了适用于太阳能电池板制造、高反射材料切割焊接等多种高端应用的国产光纤激光器。
GNPL-500-50激光器能够输出高达518W的纯单模准连续绿光，其光束质量高达1.1以下，近场和远场的光斑圆度均能超过95%，确保了激光精密加工的优质输出。此外，这款激光器还具备工业级可靠性，无论是输出光束质量还是光纤传输的灵活性，都表现出色。
在技术特性上，500W单模准连续绿光光纤激光器与传统红外准连续光纤激光器有着显著差异。绿光激光器采用独特的准连续工作模式，不仅在波长上与红外激光器不同，其产生准连续激光的机制也完全不同。这导致了在脉冲能量、重复频率和脉冲宽度上，两种激光器存在明显区别。
例如，绿光激光器的脉冲宽度通常在1纳秒左右，重复频率可达50MHz，属于窄脉宽、高重复率的光纤激光器。而红外激光器的脉冲宽度则在50微秒到50毫秒之间，最高频率仅为50kHz。这意味着，虽然两者都可以实现脉冲与空隙的大比值，但实现方式不同：绿光激光器通过窄脉宽和高重复率，而红外激光器则通过宽脉宽和低重复率。
这种差异使得绿光激光器在薄膜、圆片材料的精细加工以及薄铜材料的切割焊接等方面具有红外激光器无法比拟的优势。特别是在被加工材料对热效应敏感、加工精度要求高、材料本身较薄且不需要高单脉冲能量的场合，绿光激光器成为了理想的选择。
这种技术的进步，不仅为我国新能源领域的发展提供了强大支持，还在激光制造行业产生了深远影响，推动了我国激光技术的自主创新和产业升级。
01 500W单模准连续绿色光纤激光器
早在2015年底，光纤激光行业的全球领导者IPG就发布了输出功率为500W W的单模准连续绿色光纤激光器，凭借这款激光器，IPPhotonics获得了国际光学工程学会(SPIE)颁发的年度棱镜奖(Prism Awards)。它是500 W准连续绿色单模光纤激光器，首次将光纤激光技术的优势带入可见光谱。它具有高输出功率、优异的电光转换效率和低成本。该产品提供工业级可靠性、出色的输出光束质量和光纤传输的灵活性，适用于从钎焊到太阳能电池芯片和面板制造的工业精密激光应用。
时隔不到7年，深圳工大激光有限公司率先打破国外垄断，在国内推出了同样的500W单模准连续绿色光纤激光器:GNPL-500-50，填补了国内该类型产品的空白，为新能源中的太阳能电池板制造、高反射材料切割焊接、光伏领域半导体材料激光掺杂、激光退火等应用提供了高端优质的国产光纤激光器。
图一。500W单模准连续绿色GNPL-500-50输出功率测试
如图1所示，这种激光器可以输出高达518W的纯单模准连续绿光。此外，图2和图3显示了这种激光器的光斑特性。它不仅具有小于1.1的高光束质量，而且在近场和远场都能达到95%以上的光斑圆度。优秀的输出光斑特性也是激光精密加工的保证。
图二。GNPL-500-50光束质量M2测试结果
图3。GNPL-500-50远场光斑直径和椭圆度的测试结果
0qcw500w绿色光纤激光器与QCW450/4500红外光纤激光器
如表1所示，500瓦单模准连续绿光光纤激光器的指数特性与传统的认知红外准连续光纤激光器有很大的不同:这种准连续光纤激光器不是准连续的，两种准连续激光器除了波长不同外，产生准连续激光的机制也完全不同，因此在脉冲能量、重复频率和脉冲宽度上都有显著的差异。
表1 GNPL-500-50基本光学参数
表2QCW500W绿色光纤激光器与QCW 450/4500红外光纤激光器
表2列出了两种不同波长的准连续光纤激光器的主要差异参数，最大差异在脉宽和调制频率上。QCW500W绿色光纤激光器的脉冲宽度约为1ns，属于亚纳秒级，频率高达50Mhz。它是一种窄脉宽、高重复率的光纤激光器。QCW 450/4500红外光纤激光器的脉宽为50 us～50m s，最高频率仅为50kHz。因此，虽然都可以称为准连续(激光脉冲与空的比值比较大)，但实现空大比值脉冲的输出有不同的途径:前者匹配窄脉宽、高重复率，后者匹配宽脉宽、低重复率，导致最终输出脉冲能量差异很大。因为激光的单脉冲能量等于激光的平均功率除以脉冲频率，高达几十MHz的绿QCW和红外QCW一样平均功率为500W，但单脉冲能量只有几十微焦，远低于红外QCW，所以不适合焊接厚金属材料。而绿QCW的短波长、高峰值、单模特性，使其在薄膜、圆片材料的精细加工和薄铜的切割焊接等方面具有红外无法比拟的优势。当被加工材料对热效应敏感，要求较高的加工精度(即作用在材料上的光斑大小)和加工效率，且材料本身较薄，不要求较高的单脉冲能量时，短波长、窄脉宽、高重复率的绿色准连续激光器是最佳选择。
来源:激光制造网
