为高反材料焊接注入新动力！大族激光推出新型长脉冲绿光激光器

近年来，消费类电子和5G等行业的发展对高反材料的精密焊接需求越来越旺盛，对长脉冲绿光激光器也提出了迫切需求。大族激光紧扣市场发展趋势，展现激光领军企业创新技术和最新作为：在国内率先开展了大能量、高峰值的长脉冲绿光激光器研发，迅速突破峰值功率1kW的技术指标，并在该激光器平台上开展了大量的应用工艺研究，改善国内长脉冲绿光激光器应用工艺开发落后现状。大族激光为该机型国内首家可提供成熟的公司，目前已批量生产推向市场，已发往国内、外客户投产，形成批量订单。

长脉冲绿光激光器具有单脉冲能量大、峰值功率高等优点，非常适合于铜、金等高反材料的焊接。对于倍频效率低的问题，我们进行了激光器谐振腔设计及倍频晶体热沉结构设计，为了保证输出绿光的稳定性，对激光器功率反馈系统进行了独特设计。

· 望远镜谐振腔设计

激光器谐振腔结构对基频激光的光束质量、腔内的光强分布、热稳定性具有决定性影响。当前固体激光器有多种谐振腔构型，如平平腔、凹凸腔、望远镜腔等。要获得高效倍频，通常要求入射到倍频晶体上的基频激光具有高的光束质量、低的发散角和高的峰值功率密度。

整机设计开发的绿光激光器是基于大族激光成熟的灯泵浦激光器平台,望远镜谐振腔可以在紧凑的谐振腔结构下获得优异的光束质量。缩束一侧全反镜表面的光束尺寸较凹凸腔宽，利于避免全反镜片的损伤及减小入射到倍频晶体上的发散角。

谐振腔结构参数的设计对于激光器工作过程中的热稳定性有较大影响，大族激光开展了谐振腔结构参数的设计及优化工作，通过严格计算和实验研究，开发了一套具有优异热稳定性的谐振腔结构。该激光器整机系统工作稳定可靠，获得的激光倍频效率大于35%。在未辅助功率反馈控制的情况下，输出绿光仍能保持功率稳定性。

内部光路结构图

· 功率反馈系统设计

激光器输出功率和能量稳定性对于激光焊接工艺的稳定性具有重要影响，是绿光激光器能够实现批量化工业应用的前提条件之一。大族激光独立开发了输出激光直接探测的反馈系统，通过对反馈光路的优化和反馈控制电路的重新设计，获得了较高反馈精度，整机的输出功率稳定性达到了±1.5%。倍频效率对激光器安全工作至关重要，为避免激光器的器件损伤或失调导致系统损坏，在功率反馈系统中集成了激光器状态的自检功能。

在检测到系统工作状态异常条件下，自动切断激光器并发送报警信号。例如，自检功能可检测到整机在运输过程中内部光路的振动是否对整个光路造成影响，以及在激光器输出能量出现异常时，自动报警提醒。这大大降低了器件损伤的概率，提升了系统工作可靠性和经济实用性。

产品展示

焊接工艺技术对比

紫铜对绿光的吸收率达40%（对红光约为5%）

钢铁对绿光的吸收率达50%（对红光约为38%）

金对绿光的吸收率达30%（对红光约为5%）

0.1mmCu-0.1mmCu （绿光焊接效果）

0.1mmCu-0.1mmCu （光纤激光焊接效果）

0.2mmCu-0.2mmCu （绿光焊接效果）

0.2mmCu-0.2mmCu （光纤激光焊接效果）

实际应用案例

（a）纯金样品（b）25x （c）100x

焊接要求：纯金对接，强度高，焊缝表面光滑，无气孔、飞溅、凹坑等缺陷。

焊接难点：纯金对传统的红外激光吸收极低，传统激光焊接容易产生飞溅，焊点大小不均、表面粗糙。

从左到右： 0.1mm厚紫铜与0.1mm厚紫铜

0.1mm厚紫铜与0.2mm厚铝合金

手机连接片点焊-黄铜

采用绿光激光分别对0.1mm厚紫铜与0.1mm厚紫铜搭接焊，以及0.1mm厚紫铜与0.2mm厚铝合金搭接焊。焊后表面无需清理，无飞溅产生，焊点大小均匀，焊点成型好，焊接质量高，同时，在焊接过程中保持稳定，所需能量也更低。

绿光激光器可极大改善激光焊接在金银铜等高反材料中的效果，是特种波长激光器领域中十分有潜力的⼀个分支方向。在日常的应用中，除了用于高反材料的焊接，如铜、铝、金、银，此款产品还应用于医疗设备电子、手机通讯、电子元件、汽车配件等行业。

产品参数

激光器型号	PG3	PG5
激光器类型	YAG	YAG
激光波长	532 nm	532nm
平均最大功率	3W	5W
激光峰值功率	1Kw	1.5Kw
最大脉冲能量	3 J	4J
脉冲宽度	≤3ms	≤5ms
激光频率	10 Hz	10 Hz
波形数量	50组	50组
光纤输出数量	1路	1路
光纤芯径	200um/300um	200um/300um
闭环反馈控制方式	功率反馈	功率反馈
瞄准定位方式	红光指示（CCD/监视器选配）	红光指示（CCD/监视器选配）
冷却方式	外置水冷	外置水冷
主机耗电功率	800W	1000W
电力需求（电压、频率、电流）	220V±10/50Hz/25A	220V±10/50Hz/25A
主机重量	350kg	350kg
主机外形尺寸	1280×550×1165mm	1280×550×1165mm