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2024年，深圳公大激光有限公司憑借1000W單模連續(xù)綠光光纖激光器在100多項(xiàng)入圍技術(shù)中脫穎而出，斬獲2023年度中國十大光學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)提名獎，這個(gè)由公大激光自主研發(fā)、采用全光纖基頻加腔外倍頻技術(shù)方案的產(chǎn)品是2023年全球最高功率連續(xù)綠光光纖激光器產(chǎn)品。借此機(jī)會，我們邀請到公大激光副總經(jīng)理黃國溪，請他為我們講述這家“年輕的高科技企業(yè)”的披荊斬棘之路。

01 “向前再走一步”

公大激光創(chuàng)立于2019年末，自成立以來，一直專注于高功率短波長的光纖激光器的研發(fā)與制造工作。在短短不到五年的時(shí)間里，公大激光取得了令人矚目的成績。它成功推出了多個(gè)系列的核心產(chǎn)品，其中包括功率在50-500W的亞納秒綠光激光器、100-3000W的連續(xù)綠光激光器以及10-100W的紫外納秒脈沖光纖激光器等。這些產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均已達(dá)到國際一流水準(zhǔn)。

黃國溪回顧公司的發(fā)展歷程時(shí)感慨萬千：“從創(chuàng)立之初，我們就明確了要專注于高功率的光纖短波長激光器的研發(fā)與制造這個(gè)新賽道。但當(dāng)時(shí)，這個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)品在國內(nèi)幾乎空白，面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，荊棘滿布。但光纖綠光優(yōu)異的特性，讓我們篤定它在未來工業(yè)發(fā)展中的巨大應(yīng)用潛力。”

公大激光成立時(shí)，光伏領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出對光纖綠光激光器的巨大應(yīng)用需求，主要的供應(yīng)商是美國IPG，他們幾乎壟斷了脈沖光纖綠光這個(gè)市場。

另外，從市場發(fā)展角度來看，當(dāng)年昂貴的進(jìn)口光纖激光器，國內(nèi)光纖激光器行業(yè)經(jīng)過2010-2020年這10年間的快速發(fā)展，已取得巨大進(jìn)步。國產(chǎn)光纖激光器產(chǎn)業(yè)從原材料、光學(xué)器件、放大系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，加工設(shè)備，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈逐步實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)替代。2020年時(shí)，紅外光纖激光器已表現(xiàn)出相對完備的跡象，沒有太多新的技術(shù)涌現(xiàn)。

“所以我們選擇向前再走一步。在疫情還在肆虐的夏天，我們就悄悄地開始了高功率光纖綠光的征程。”

“這幾年一路走來，過程雖然艱辛，但也取得了一些成績。從產(chǎn)品上看，我們做出了一系列的高功率綠光激光器；從應(yīng)用上看，我們的產(chǎn)品逐步在消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、3D打印、鋰電光伏等相關(guān)領(lǐng)域?yàn)榻K端客戶創(chuàng)造了收益。

“紅外光纖激光器，在目前的激光加工市場占據(jù)絕大部分份額，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)不少領(lǐng)域存在差強(qiáng)人意的表現(xiàn)，這些領(lǐng)域可能就是我們短波長激光器的機(jī)會”。黃國溪補(bǔ)充道：“綠光激光器結(jié)構(gòu)比紅外復(fù)雜，成本較普通的光纖紅外高，如果常規(guī)紅外能完全解決問題就用不著綠光。我們不指綠光能夠完全替代紅外激光器，只是當(dāng)有新的、更高精度的要求，更小熱影響，且愿意為更高品質(zhì)付出更多成本時(shí)才會使用綠光激光器。相對紅外，綠光更偏向于高端應(yīng)用，有不少新領(lǐng)域涌現(xiàn)，目前看增長空間還很大。

02 推陳出新 不斷突破

獲得2023年度中國十大光學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)提名獎的1000W單模連續(xù)綠光光纖激光器可以說是公大激光的明星產(chǎn)品。

“它主要應(yīng)用于精密焊接，例如大圓柱電池全極耳（銅箔）焊接、多層極耳與電池極柱焊接、大圓柱電池蓋帽極柱焊接等。這種應(yīng)用源于實(shí)際需求，這些應(yīng)用采用綠光焊接可以得到更好的效果。”

在這款產(chǎn)品出現(xiàn)之間，業(yè)內(nèi)大多使用的1 μm波段紅外光纖激光器，但因?qū)︺~的吸收較弱，并且隨著溫度吸收率變化劇烈（4%-17%），在銅材料的加工上，紅外光纖激光器存在飛濺大、氣孔、裂紋、熱影響大、熔深不可控等缺點(diǎn)。

在室溫下，銅對近紅外波長（約1 μm）的吸收率不到5%，相當(dāng)于有95%的激光被反射。而銅對綠光波長（515 nm或532 nm）的吸收率超過40%，比近紅外波段高了接近一個(gè)量級。與常見的1μm波段近紅外激光相比，綠光激光器的短波長天然具有更低的束散角和更小的聚焦光斑，因此在加工中更具天然優(yōu)勢。

作為國內(nèi)目前自主研發(fā)的最高功率單模連續(xù)綠光激光器產(chǎn)品，1000 W單模連續(xù)綠光光纖激光器填補(bǔ)了國內(nèi)該品類市場空白，給銅材料加工提供新方案。

但公大激光的步伐并未放緩，繼2022年推出的500W單模綠光激光器和2023年推出的1000W單模和3000W多模連續(xù)綠光激光器之后，2024年公大激光新推出最高輸出功率達(dá)到近單模2千瓦綠光光纖激光器，已得到終端相關(guān)行業(yè)客戶的測試驗(yàn)證，成為全球第一家能夠提供近2千瓦單模連續(xù)綠光激光器產(chǎn)品的廠家。

“新產(chǎn)品為高反材料的加工提供了更充足的能量，近單模輸出保證了激光光束的高質(zhì)量和一致性，有望為厚銅材加工帶來的更高焊接質(zhì)量、更高效率和熔深。”

黃國溪表示：“我們希望通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，讓我們的產(chǎn)品在光伏鋰電、半導(dǎo)體、3D打印以及3C等行業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，成為推動這些行業(yè)發(fā)展的重要力量。”

目前，公大激光的綠光激光器分兩條線：一是高功率的脈沖綠光激光器，主要應(yīng)用于各領(lǐng)域的精密切割、精密表面處理加工；二是高功率的連續(xù)綠光激光器，主要應(yīng)用于各領(lǐng)域的精密焊接、精密成型、精密熱處理等。

03 乘風(fēng)破浪 為需求而生

提到未來的規(guī)劃，黃國溪表示：“在產(chǎn)品規(guī)劃方面，我們目標(biāo)明確，要做數(shù)千瓦級別的單模綠光產(chǎn)品，為下游產(chǎn)業(yè)賦能，幫助他們實(shí)現(xiàn)一些原本做不到的工藝。

“比如在3D打印領(lǐng)域，國內(nèi)以前沒有銅或金的3D打印設(shè)備，很多銅材料需要用壓鑄或者復(fù)雜工藝先做出部件再拼接，但這樣做出的部件在功能上差強(qiáng)人意，其精度和整體效果都會大打折扣。而銅的3D打印是公大激光子公司--希禾增材產(chǎn)業(yè)中非常重要的經(jīng)營方向。在這個(gè)新的細(xì)分領(lǐng)域，由于需求明確，這兩年我們獲得了不少相關(guān)訂單，取得了一些業(yè)績。”

在行業(yè)水深火熱的情況下，公大激光埋頭猛沖，三年連獲四輪融資。

“我是做技術(shù)出身”黃國溪談到對綠光激光器市場未來的看法：“從技術(shù)角度來說，我對目前的短波長光源應(yīng)用很有信心，它在物理特性上具有優(yōu)勢，這使得綠光激光器在很多應(yīng)用中表現(xiàn)出很大優(yōu)勢；從市場方面來看，一個(gè)產(chǎn)品是否能打開市場，主要看它能匹配多少應(yīng)用，能否給客戶提供極致的性價(jià)比。”

“按照目前的發(fā)展勢頭，中國仍將是全球最大的工業(yè)國。隨著工業(yè)不斷升級、對產(chǎn)品要求不斷提高，綠光激光器將更多、更高質(zhì)量地承接市場的需求；所以我對未來激光產(chǎn)業(yè)的需求偏向于樂觀，綠光激光器將迎來幾十億甚至上百億級別的市場。”

2023年，公大激光綠光激光器出貨量有近千臺，銷售業(yè)績邁過億元大關(guān)。在國內(nèi)高功率光纖綠光應(yīng)用市場，公大激光成為國內(nèi)首屈一指的綠光激光器供應(yīng)商。

然而，光纖綠光這片被開拓的新大陸也將迎來更多的探險(xiǎn)者。黃國溪表示，據(jù)我們了解，現(xiàn)在國內(nèi)做綠光激光器的企業(yè)并不只有公大激光一家。

“我們認(rèn)為，更多的企業(yè)參與這個(gè)方向的研發(fā)，充分競爭對整個(gè)行業(yè)發(fā)展是好事，也從另一個(gè)角度上說明，這是一條越來越多人認(rèn)同的道路。”

“接下來，我們將著重在半導(dǎo)體、3D打印、光伏鋰電制造領(lǐng)域發(fā)力，志在成為全球范圍內(nèi)最為專業(yè)的短波長光纖激光器及其應(yīng)用方案的供應(yīng)商，進(jìn)而為全球智能制造產(chǎn)業(yè)作出更為卓越的貢獻(xiàn)。”