紫外激光器快速發(fā)展
紫外激光是由紅外光經(jīng)過(guò)三倍頻技術(shù)獲得,是一種色冷光源,其加工方式被稱為冷加工,具有較短波長(zhǎng)和脈沖寬度以及良好光束質(zhì)量的激光器可以產(chǎn)生更聚焦的光斑并保持最小熱影響區(qū)(Heat-affecting Zone)以實(shí)現(xiàn)更精確的微加工。高能量吸收,尤其是在紫外波長(zhǎng)和短脈沖范圍內(nèi),允許材料快速汽化,從而減少熱影響區(qū)和炭化。較小的聚焦點(diǎn)允許更高的精度和更小的尺寸加工。因?yàn)槠洚a(chǎn)生的熱影響區(qū)非常非常小,因此紫外激光加工的方式就成了“冷加工”,這是紫外激光加工的一大特點(diǎn),也是它與其他類型激光的區(qū)別。紫外激光主要是利用光化學(xué)反應(yīng)來(lái)加工,激光可深入到產(chǎn)品材料的內(nèi)部。因?yàn)槠洳ㄩL(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)更短,然而又恰恰因?yàn)檫@些短波,紫外激光器能夠更精確地聚焦,從而使其在進(jìn)行極其精細(xì)的高端加工,同時(shí)也能保持優(yōu)良的定位精度。
常見(jiàn)的紫外激光加工應(yīng)用有電子產(chǎn)品打標(biāo)、白色家電、電器外殼標(biāo)記,食品、藥品生產(chǎn)日期的飛動(dòng)標(biāo)記、皮革、工藝禮品、織物切割、橡膠制品、眼鏡材料、外殼名牌、通訊器材等應(yīng)用。另外在一些高端、精細(xì)的加工領(lǐng)域,紫外激光加工同樣可以大展拳腳。比如PCB的切割與分板、陶瓷打孔劃片等。另外值得一提的是EUV(極紫外光刻),它是目前唯一能進(jìn)行7nm芯片工藝制程的激光加工工藝,它的存在使得摩爾定律在今天還在延續(xù)。
紫外激光器市場(chǎng)這兩年來(lái)發(fā)展迅速,在2016之前,全國(guó)紫外激光器的出貨量不過(guò)三千多臺(tái),但到了16年的時(shí)候,紫外激光器出貨量突然飆升至6000多臺(tái),2017年紫外激光器出貨量9000多臺(tái)。這是得益于紫外激光精密加工應(yīng)用的市場(chǎng)需求上升,此外還因?yàn)橐恍℡AG激光和CO2激光的應(yīng)用被紫外激光加工所取代。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)從事紫外激光器生產(chǎn)與銷售的企業(yè)有不少,國(guó)產(chǎn)的紫外激光器從大約2009年起步發(fā)展至今,已經(jīng)是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù),在紫外固體激光器方面打破外國(guó)的壟斷使得國(guó)內(nèi)紫外激光器價(jià)格水平大幅下降,大幅減低了激光器使用成本又使得激光加工更大范圍的普及,對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)制造業(yè)水平有非常積極的影響。然而也要看到國(guó)內(nèi)廠商的技術(shù)產(chǎn)品主要集中在中低功率水平,從1瓦至12瓦之間,武漢新特光電作為國(guó)內(nèi)最大的激光器件供應(yīng)商,自主研發(fā)生產(chǎn)的紫外激光器也已實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn),功率涵蓋3W~20W,而高功率紫外激光器方面目前是空白,與外國(guó)水平仍然有差距。
新特光電自主研發(fā)量產(chǎn)的355nm紫外激光器(3W~20W)
總的來(lái)說(shuō),紫外激光器雖然沒(méi)有像光纖激光器那樣獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,但其應(yīng)用前景以及市場(chǎng)需求同樣不可小覷。從這兩年來(lái)紫外激光器出貨量的陡升就可以看出,紫外激光加工是激光加工市場(chǎng)中的一股重要的力量。隨著紫外激光器的國(guó)產(chǎn)化,國(guó)內(nèi)外品牌的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng),在客觀上有利于紫外激光器在國(guó)內(nèi)激光加工的進(jìn)一步普及。