早在2020年，創(chuàng)鑫激光首推萬瓦，堅持“技術(shù)為本、效率為綱、實用為王”的理念。與此同時，我們關(guān)注到有另一種聲音，那就是“高亮度”。雖然當時專家都在陳述高亮度的參數(shù)指標，但行業(yè)對“高亮度”的認知仍十分空白，高亮度還沒有找到能批量上市的工業(yè)場景。一年后，萬瓦激光器成為各家集成商追逐的重點，而“高亮度”的聲音卻越來越弱。就在業(yè)界還在爭論高功率和高亮度誰才是工業(yè)激光未來發(fā)展方向時，創(chuàng)鑫激光研發(fā)部門早早將兩者結(jié)合在一起研究。就此，我們采訪了創(chuàng)鑫激光市場與品牌負責人曾劍鋒，深度揭秘創(chuàng)鑫高功率高亮度技術(shù)研發(fā)歷程。

為什么說高功率+高亮度是一把好的“工具刀”——高能量+高能量密度

創(chuàng)鑫激光曾劍鋒：在2019年，創(chuàng)鑫激光不斷開拓國產(chǎn)超高功率的同時，公司研發(fā)部門早早就把“高功率”與“高亮度”聯(lián)系在一起進行研究，并且已經(jīng)取得實質(zhì)性進展。我們假設(shè)，高功率＋高亮度能夠結(jié)合在一起，那么在切割領(lǐng)域?qū)⒁�誕生做強的CP組合！但這也是個全球激光領(lǐng)域的難題。

“高功率”，就是我們常言道的功率堆積。功率越大，輸出壓力就自然越大，就好比李逵的斧頭，不是最鋒利的那種，但力拔山兮氣蓋世，面對中厚板市場，也是目前效率提升的不二選擇。“高亮度”，指的是能量密度，密度高、壓強就大，焦點所到之處，刀刀見紅，就像小李飛刀又快又準，這是一個更高難度和更強技術(shù)要求的路子，之前大多運用于軍工領(lǐng)域。

高功率高亮度的研究其實和世界工業(yè)激光技術(shù)突破方向一脈相承！追逐更高能量、更高能量密度的結(jié)合體，再加上和激光器匹配的工藝控制，三者結(jié)合鑄造一把最好的“刀”。這些技術(shù)的突破方向行業(yè)內(nèi)有一定的共識，但在具體的攻堅階段，卻面臨著重重難題，以致于目前還沒有哪家公司能推出高功率高亮度工業(yè)實用性產(chǎn)品。

在推行新技術(shù)過程中面臨什么難題？——翻越“三座大山”

創(chuàng)鑫激光曾劍鋒：要實現(xiàn)萬瓦高功率高亮度，在技術(shù)層面以及實用化上暫時無法逾越的三座大山：信號小芯徑需要泵源小芯徑，以及信號及輸出小芯徑帶來的拉曼非線性問題。

面對三大難題，我們分享自己的實踐方式：首先泵浦高亮度是實現(xiàn)高功率高亮度方案的基礎(chǔ)，大家熟知激光是泵源產(chǎn)生的，只有從一開始的環(huán)節(jié)實現(xiàn)高亮度，才有可能實現(xiàn)激光器高亮度。目前國內(nèi)的高集成泵源單纖輸出功率大約在300W左右，創(chuàng)鑫早早已是行業(yè)的兩倍，目前產(chǎn)品主流運用的600W輸出功率的泵源，而泵源芯徑只有友商的67.5%。這就好比大家洗車時用到的高壓水槍，能量大而輸出水管又小，輸出壓強肯定越大！這在激光體現(xiàn)就是能量密度大，也就是我們所強調(diào)的“高亮度”。而今年晚些時候，我們將實現(xiàn)大于1500W的泵源單纖輸出功率，繼續(xù)領(lǐng)跑全行業(yè)。所以在做高功率高亮度的道路上，我們在整合行業(yè)深陷技術(shù)困擾中率先解決了泵源的亮度問題！

第二是解決信號芯徑的問題，只有高集成的單模塊方案才能實現(xiàn)“高功率高亮度”課題。我們拿單模塊12kW方案和通用多模12kW做個對比，用個很形象的描述就是一門大炮和一堆鳥槍的對比。單模塊12kW是31個泵一體化集成，無需合束，一體化輸出，確保高光束質(zhì)量的輸出，而多模塊需要多次合束，每一次合束都會面臨光束質(zhì)量劣化的問題，行業(yè)多模塊12kW現(xiàn)在只有3kW的單模塊，要合成12kW需要4*1，52個泵源合束之后，光束質(zhì)量會有所削弱，合束本身帶來的風險點和出問題的概率就高，從而造成產(chǎn)品不穩(wěn)定性增加。

解決了泵源芯徑和信號芯徑的問題，會出現(xiàn)一個問題，就是隨著鎧纜長度加長，拉曼效應(yīng)會逐步擴大，而創(chuàng)鑫在諧振腔及鎧纜均有很好的拉曼抑制方案解決這一問題。如100μm, 25m的鎧纜，非線性的拉曼雜光只有萬分之一，現(xiàn)在我們可以做到50μm的15m鎧纜，行業(yè)領(lǐng)先。

所以我們說解決這三大世界難題好比攀登珠峰，創(chuàng)鑫毅然去開辟一條前人不敢想象的道路。做激光的企業(yè)，其實說到底就是一個做“刀”的企業(yè)! 只有把這把工具刀做到極致，才是創(chuàng)鑫激光對客戶最大的誠意，同樣也是對行業(yè)最大的貢獻!

事實上，無論從底層邏輯和頂層設(shè)計都是面向這個目標去進行的，從一開始的創(chuàng)鑫就把連續(xù)激光器這塊定位在超高功率工業(yè)激光器開拓者！“器件先行”是這一戰(zhàn)略的關(guān)鍵，而高功率泵源是核心關(guān)鍵點，為整套方案提供強勁的動力源泉；而且從一開始就不斷嘗試小芯徑，要把更大能量光纖插進更小的管子里，本身就是一種更高難度的挑戰(zhàn)。能量上去了，器件承受能力就需要加強，高能量能扛住，那么自然耦合效率就會更高，目前創(chuàng)鑫單臂功率最大能承受20kW，行業(yè)第一。另外從一開始創(chuàng)鑫就采用了成本更高、也是獨創(chuàng)的三包層方案，這個方案天然就比行業(yè)通用的雙包層能承受更多能量、承受更多溫升，是面向超高功率的不二選擇。

創(chuàng)鑫新技術(shù)路線領(lǐng)先兩年是如何做到的？——一高、二小、三包層

創(chuàng)鑫激光曾劍鋒：目前在高功率高亮度激光器產(chǎn)品方面，創(chuàng)鑫激光的技術(shù)路線至少領(lǐng)先行業(yè)兩年時間，創(chuàng)鑫激光打磨出來高亮度萬瓦產(chǎn)品特性的底層邏輯就是：一高、二小、三包層。

一高，“高亮度”指的是泵源光輸出高亮度、有源纖芯高亮度，一個發(fā)光一個輸出，全程保真；二小，“小芯徑”，泵源光小芯徑，信號光小芯徑，高能量傳輸，用更小的管道輸出，壓強就自然更大。“三包層”光纖方案，獨創(chuàng)專利，承受能力最強，溫升影響更小。

我們可以具體闡述以下三個方面，首先我們對比友商的亮度情況，我們能做到行業(yè)最高亮度1.25gw／cm2，而友商只能做到152mw／cm2，BPP3.0，我們批量出貨的50μm的能量密度也能達到611.2 mw／cm2,BPP值做到1.2。

我們目前可批量的12kW可以使用25m的50μm芯徑的鎧纜輸出，BPP在2左右，能量密度達到每平方厘米內(nèi)有600mw的能量，同時還可定制35μm的輸出纜。而同行一般低于我們1~2個檔次。而亮度越高、輸出纖芯越小，能量就越集中，壓強就越大，刀就越快！

而對比友商的纖芯和達到的能量密度，友商100μm輸出能量密度只能達到152 mw/cm2、創(chuàng)鑫日常批量輸出的50μm輸出能量是611mw，而定制35μm的能量密度達到1.25gw，所以說我們批量生產(chǎn)的產(chǎn)品同等能力輸出的情況下，能量密度是友商的2.6倍。

很多客戶反饋，目前6kW以上以及萬瓦還是創(chuàng)鑫的更穩(wěn)定。為什么？通俗而言，因為我們搭的地基就和市面激光器不一樣，我們搭的是摩天大樓，行業(yè)通用的使用的是雙包層方案，優(yōu)點是成本低，劣勢是雙包層本身只能承受千瓦級的泵源光。三包層泵浦光，能承受萬瓦以上的，再者泵浦光多，相當于水量大，壓力就大，如果是同樣的輸出芯徑，三包層的輸出壓強自然比雙包層更大。

而且還有一點就是溫度承受能力，功率上去，溫度隨之上升，雙包層只有一層常規(guī)樹脂，要承受100%的泵浦光，而三包層中間有一層玻璃，把90%的泵浦光都反射回去了，而樹脂層只需要承受10%的泵浦光，第三層樹脂層幾乎感受不到泵浦光，而且雖然大家承受150度的耐溫度，承受100%和承受10%，誰的承受溫升控制能力更強，可想而知。

所以前面“一高”“一小”是我們有能力達成高功率高亮度這個訴求，是能力邊界的問題；而三包層是說我們有能力保障這個訴求實現(xiàn)，是能力保障范疇。所以從一開始創(chuàng)鑫激光選擇更難的高鐵路線，功率更大能量更高，速度更快，從產(chǎn)品穩(wěn)定性的打磨從地基開始，需要時間和技術(shù)的沉淀，創(chuàng)鑫有自信我們推出的新技術(shù)路線及其產(chǎn)品，將再次成為市場認可的高品質(zhì)產(chǎn)品。

選擇比努力更重要！創(chuàng)鑫激光高功率高亮度萬瓦產(chǎn)品底層研發(fā)，一方面是從技術(shù)層面選擇更高更亮的標準，為激光高科技行業(yè)注入強大技術(shù)靈魂，另一方面從市場層面去擺脫內(nèi)卷和低價值競爭，走在市場前沿，給客戶帶來更多驚喜。相信創(chuàng)鑫激光將從國產(chǎn)超高功率工業(yè)激光器開拓者成功轉(zhuǎn)身為高功率高亮度工業(yè)激光技術(shù)領(lǐng)航者，不斷引領(lǐng)國產(chǎn)激光技術(shù)進步和市場創(chuàng)新。

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