新技术路线：实现“无飞溅焊接”，较红外光效率提升至少8倍

  据了解，广东硬科院是经广东省科学技术厅批复，由广州高新技术产业开发区管委会举办、依托中国科学院西安光学精密机械研究所、西科控股联合共建的省属新型研发机构。其蓝光激光器研发团队隶属硬科院光电技术创新中心，是由深耕光电行业几十年的资深海归博士带领，兼有光学、结构、电气、工艺等经验丰富的技术人才。通过对激光加工市场深入的调研和技术路线的对比，团队发现：相比红外光，蓝光在材料加工领域更具先天优势。

  据硬科院首席科学家扈金富介绍：“红外激光器在许多工业运用领域表现出色，但在相应波段的高反金属加工方面并不理想，而蓝光对同样材料的吸收率是红外光10－20倍，同时用蓝光激光加工还能改善红外激光加工导致的飞溅问题。”

不同材料对不同波长激光吸收率比较

  以硬科院自主研发的蓝光激光器为例，在加工工业领域最常见的高反材料“铜”时，若使用常规红外激光器所需功率约为4000瓦，而蓝光激光器则只需400-800瓦即可实现加工；同时，铜金属对蓝光的高吸收率大大增加了工艺过程窗口，可通过参数控制对焊接效果进行细微调整，实现“无飞溅焊接”；除了质量上的提升，蓝光焊接铜金属还具有明显的速度优势，至少比红外激光焊接快8倍。

蓝光半导体激光器（左为500W,右为1000W）

  “技术路线上，我们的蓝光激光器是采用行业首创的‘自由空间输出＋细光束矩形光斑＋高填充面阵光束’结构，兼顾高功率、小尺寸、轻重量，其体积仅为固体激光机体积的1/10——1/5，系统稳定性更强，避免了固体激光机需要经常维修的情况。”扈金富表示道。

  产业化应用：革新高反材料加工领域，新能源电池、3C优势突出

  蓝光激光器虽然是激光领域发展的新秀，但在高反材料加工领域有着明显的优势，目前在新能源电池焊接、3C以及合金等领域已逐渐暂露头角。

  如在锂电子电池的焊接中，蓝光激光器完美适配应用场景。锂离子电池通过将多个薄铜片和铝片相邻地分层来实现高能量密度，其中多层电极片的连接和电池极耳的焊接，都可以使用蓝色激光器焊接，其比常规的超声波焊接和红外激光焊接速度更快，一致性也更好；焊接过程中无飞溅污染物，也有效避免了因此导致的电池短路、影响性能安全等问题。

  蓝色激光也适用于电子产品大批量制造上，例如手机、平板电脑和计算机的制造——任何以铜为主要元件的应用。蓝色激光在焊接铜、不锈钢和铝方面已经证明了其优势。事实上，蓝色激光也适用于薄金属之间的低/无缺陷快速连接。

  此外，在显示、存储、探测、医疗等领域，蓝光激光器也逐渐受到市场关注。

  当然，蓝光激光器仍存在其不足，那就是目前功率密度较低，这也是国际和国内蓝光激光器水平的实际状况。相信随着研究的深入，这一问题将会逐渐改善。

  随着“十四五”规划发布，国内激光产业将获得更大发展空间，摆脱同质化竞争势在必行。蓝光激光器作为新兴技术路线，虽然尚处于发展初期，但却已在高反材料加工领域初现峥嵘。随着激光产业由高速发展阶段向高质量发展阶段转换，差异化壁垒逐渐显现，蓝光激光器也将在高精尖产业领域展现更多可能。