展会期间,来自大族激光紫外及超快激光器中心技术总监郭丽接受《光引未来·大咖说》的访谈,围绕企业在激光光源领域的战略布局、核心产品、技术优势及行业发展方向等核心话题展开深度分享。
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战略转型与核心优势:构建垂直一体化能力
大族激光于 2021 年启动战略改革,从整机装备向 “核心器件 + 整机设备” 垂直一体化综合解决方案提供商转型,其根本是大族激光从早期就重视 “关键部件自主研发” 战略的成功。核心优势主要有四个方面:其一,通过核心光源自主研发显著降低整机成本,强化产品价格竞争力;其二,可依据特殊工艺需求深度定制激光器,实现软硬件一体化最优性能;其三,减少对外部供应商的依赖,保障核心供应链自主可控;其四,快速响应客户特殊需求与联合开发诉求,同时实现核心光源的快速返修。
全品类产品矩阵:覆盖气体与固体激光核心领域
大族激光自主研发的激光光源品类丰富,按物质特性可分为气体激光器与固体激光器,全面覆盖工业加工全场景需求。
在气体激光器领域,大族激光以二氧化碳激光器为核心,作为最早研制国产该类激光器的企业之一,产品涵盖 9.3μm 和 10.6μm 两种波长,功率覆盖 10 瓦至 300 瓦全功率段。
固体激光器分为传统的光纤激光器和块状晶体的固体激光器。其中光纤激光器又分为连续光纤激光器和脉冲光纤激光器,功率范围从几瓦到数万瓦不等,最高可达 120000 瓦,覆盖从精密焊接、切割到厚板重工焊接的全场景应用,尤其是 3000 瓦到 20000 瓦的产品在国内市场上占有率很高。脉冲激光器分为调 Q 脉冲光纤激光器和 MOPA 脉冲光纤激光器两个技术类型,调 Q 脉冲光纤激光器用于打标、雕刻、清洗等,是工业应用最广泛的激光器之一;MOPA 脉冲光纤激光器可灵活调节脉冲宽度和频率,在不锈钢、铝合金等材料上可实现彩色打标,技术非常成熟。大族激光已开发出 200W 高功率光纤脉冲绿光激光器,用于电池的极耳焊接。
块状晶体的固体激光器以紫外纳秒激光器为主。大族激光是国内最早实现紫外纳秒激光器国产化的企业之一,目前拥有从3W到30W+的全功率段工业级产品,广泛应用于精密打标、脆性材料切割、PCB加工等领域,其光束质量(M²)、脉冲稳定性(<3%)、使用寿命等关键指标已达国际一流水准。今年年底,40W工业化紫外纳秒激光器产品即将面世。
此外,大族激光从 2016 年开始批量工业化超快激光器,通过自主研发,已成功推出一系列皮秒、飞秒超快激光器产品,实现该领域的国产化突破。技术方面包含块状晶体放大技术、碟片及板条技术,致力于向更短脉宽、更高功率的超快激光器研发。放大技术上,块状晶体主要对应 200 瓦以下的光源;碟片技术已小批量向市场推广,能实现 300 瓦甚至上千瓦的皮秒或飞秒设备;板条放大技术目前还在研制中,同样向着更高功率方向,它与碟片技术的区别主要在制造成本和重复频率这一激光特殊参数上。目前标准化产品包含 200 瓦的皮秒激光器以及 200fs 以下脉冲宽度的 50 瓦以下的飞秒激光器等。
成本控制与竞争力:技术沉淀下的性价比优势
谈及成本与市场竞争力,郭丽表示,激光器的整机成本占比因应用场景而异:在打标机等结构相对简单的设备中,因核心光源配合扩束镜、振镜即可实现功能,占比较高;而在集成机械手等自动化设备中,因引入更多硬件部件,占比相对降低。依托自主研发与规模化生产,国产激光光源价格优势显著,同类产品价格仅为进口产品的 50% 甚至更低。以低功率紫外激光器为例,早期进口 1 瓦产品价格约 1 万美元,如今国产 1 瓦产品仅需 1000 元人民币左右,大幅降低了行业应用门槛。
大族激光的核心竞争力源于多维度综合体系的构建。大族激光作为国内最早生产自制紫外激光器的公司,早在2009年就批量供应紫外激光器,进入苹果供应商产业链。目前在深圳宝安福永新产业基地有4000平米洁净间用于固体激光器的生产制造,还拥有稳定的团队,10年以上经验的研发工程师占团队的60%以上,不仅能持续的对现有产品进行更新和迭代。还实现了技术平台化,在核心光学技术、电子控制、热管理等方面积累了平台化的技术,可以相对高效地衍生出不同功率和型号的激光器产品,缩短开发周期。同时上线数字化MES管理系统,对激光器的各个生产制造环节进行可视化管理,实现核心元器件可追溯化,确保每一台的稳定性。紫外及超快激光器中心的优势并非单一因素,而是一个由 “垂直整合+市场协同” 构建的、难以被简单复制的综合体系。利用跟内部整机系统的紧密合作,以终端应用工艺需求为导向,充分理解光学参数与材料效果的关系,能够快速开发出对应的激光器型号,成功的将技术扎根于应用。
技术演进与市场前景:紫外与超快激光的未来方向
对于行业发展,郭丽指出,紫外纳秒与超快激光器正沿着不同路径突破升级,持续拓展应用边界。
紫外纳秒激光器作为工业微加工 “主力军”,正从单一参数竞争转向综合能力升级:性能上突破 355nm 波长限制,探索 266nm、193nm 等更短波长,同时提升功率、优化光束质量与脉冲宽度;成本上通过技术优化降低售后成本,推动其在中低端市场替代传统工艺;智能化方面已实现功率监测、远程控制等功能,可按需选配;应用上重点发力包装、食品医药领域,以紫外打标替代油墨印刷实现产品追溯。
超快激光器则凭借 “冷加工” 特性(脉冲宽度达 10⁻¹² 秒量级,加工无热传递)持续拓宽场景:传统上用于柔性线路屏、蓝宝石等精密加工,近年已进入新能源(太阳能电池加工)、生物医疗(可降解镁合金支架切割)领域;未来更将向更高功率、更低成本突破,在三维内部改性领域释放潜力 —— 可实现玻璃五维数据存储(保存上百亿年)、微流控芯片制造、晶体光波导加工等创新应用,成为 AI、量子光学等领域的关键支撑技术。不过郭丽也提及,因医疗领域准入门槛极高,需五年以上积累及大量临床案例,企业超快激光器目前仍聚焦工业微加工场景。
行业寄语:给年轻技术人员的四点建议
结合 20 年从业经验,郭丽对投身激光领域的年轻技术人员提出四点建议:一是夯实理论基础并扎根实践,实现理论与实践的深度融合;二是保持极致专注的科研态度,对实验结论秉持 “死磕到底” 的信念;三是建立个人问题库与经验簿,及时归纳调试细节与成败经历;四是拥抱研发困难,享受解决问题带来的成就感。
最后,她对长期支持企业的终端客户表示感谢,并坚信秉持专业精神的从业者,必将在激光领域开拓出光彩之路。