過去這些年推動激光技術(shù)應(yīng)用主要有兩條路線：第一條是突破技術(shù)瓶頸不斷提升輸出功率，帶來的單瓦激光價格的大幅下滑，使用成本極大地降低；第二條是新型激光器技術(shù)不斷出現(xiàn)以及應(yīng)用技術(shù)趨于成熟，同時帶來了新的應(yīng)用拓展，市場需求增加。

功率提升可以算是一種垂直發(fā)展，而新型激光器可當作是激光技術(shù)的橫向發(fā)展。功率提升已談過很多，這里不講。重點關(guān)注未來新型激光器怎么發(fā)展，過去的10年，從光纖脈沖到光纖連續(xù)，從單模到多模，又從綠光說到紫外，碟片、半導(dǎo)體、皮秒、飛秒等激光類型均被談?wù)撗芯窟^。飛秒激光器之后，激光的新技術(shù)路線是什么？這是困擾筆者兩年的一個問題。

有人說是阿秒激光器（attosecond），但目前阿秒激光是科研熱點，全球還沒有成熟的商用阿秒激光器成品案例。這兩年，藍光激光器逐漸興起，并得到行業(yè)人士關(guān)注。這是一種新型的激光器，它的出現(xiàn)能給激光應(yīng)用帶來什么變化，藍光激光器的發(fā)展有前途嗎？

海外藍光激光器的發(fā)展

藍光激光器是波長約450nm，輸出光譜位于藍色波段的光源。工業(yè)用藍光激光器主要是一種半導(dǎo)體激光器，目前已知較早做的是德國半導(dǎo)體激光器廠商DILAS公司，在2015年4月就推出一款波長為450nm的藍光可視光半導(dǎo)體激光系統(tǒng)，最大輸出功率25瓦，采用光纖芯徑為200μm或400μm，可以擴展至100瓦，可用于材料加工。

同樣是在2015年，日本島津公司宣布成功研制光纖耦合型高亮度藍光直接二極管激光器“BLUE IMPACT”，該激光器采用了藍光氮化鎵類半導(dǎo)體激光，是全球首個完成產(chǎn)品化的激光加工用光源。這款產(chǎn)品在2015年年末榮獲了象征日本尖端技術(shù)的“超級制造產(chǎn)品零件大獎”。到2019年2月，島津宣布與大阪大學(xué)合作開發(fā)出輸出功率達到1KW的藍光半導(dǎo)體激光器。

早期的藍光激光器功率很小，并沒有得到太多的關(guān)注，直到2017年后人們才意識到要發(fā)展高功率藍光激光器。一般來說，藍色半導(dǎo)體激光只能以單體輸出，在實現(xiàn)高功率輸出時，光束尺寸就會增大，難以保證在保持小光束尺寸的同時實現(xiàn)高功率輸出。選擇耦合方式可以解決這個問題，即準備多個藍色的光源，讓發(fā)出的光線通過透鏡匯集成光纖。通過光纖輸出激光，這樣不僅容易操作，而且通過將多個激光單元連接在一起，可以很容易地增加激光功率輸出。

在一個為期三年的德國政府研究計劃EffiLAS（高效大功率激光束源）的支持下，德國Laserline公司研制的第一臺藍光千瓦級半導(dǎo)體激光器誕生了，2018年推出了500瓦的樣機，2019年在上海光博會首次展示了全球第一款1KW商用藍光半導(dǎo)體激光器。至2020年初，該公司已經(jīng)宣布實現(xiàn)2KW藍光激光器產(chǎn)品商用。

美國NUBURU公司也是一家主要研發(fā)藍光激光器的企業(yè)，最早在2017年研制出藍光半導(dǎo)體激光器，繼而在2018年推出150W，在2019年推出500W藍光激光器，到2020年更是推出了1500超高亮度藍光激光器。在2020年12月NUBURU宣布完成了新一輪2000萬美元的融資。

2020年2月，媒體報道了松下公司成功推出了全球最強亮度的藍光激光器，報道說其功率為135 W。在直接二極管激光器（DDL）上，采用多波長光束組合（WBC）技術(shù)，產(chǎn)生高質(zhì)量輸出光束。采用這種技術(shù)，只需增加激光源數(shù)量，就可以調(diào)整功率，同時保持光束質(zhì)量。所產(chǎn)生的激光強度，可能比傳統(tǒng)藍光激光系統(tǒng)高出兩個量級。這一技術(shù)部分源于TeraDiode（TDI）公司，2017 年被松下收購。TDI是一家生產(chǎn)高功率高亮度半導(dǎo)體激光器的公司，也是全球唯一能夠做出半導(dǎo)體激光器用于金屬切割的廠家。

中國藍光激光器的發(fā)展

進入2020年，中國的研究單位和企業(yè)陸續(xù)跟進，推出了藍光半導(dǎo)體激光器。在5月份，深圳聯(lián)贏激光宣布推出國內(nèi)首款藍光半導(dǎo)體激光器，功率為1KW級，波長為455nm，在焊接銅材時屬于熱傳導(dǎo)焊接，焊接過程無飛濺，熔池穩(wěn)定，焊后焊縫平整，外觀良好。

幾乎在同一時間，長期專注于第三代半導(dǎo)體發(fā)光材料研究的北京大學(xué)光電研究院也成功研制了工業(yè)級藍光半導(dǎo)體激光器。

到了9月份，廣東粵港澳大灣區(qū)硬科技創(chuàng)新研究院宣布推出工業(yè)級藍光半導(dǎo)體直接輸出激光器，該產(chǎn)品輸出功率500瓦，功率穩(wěn)定性小于±2%，結(jié)構(gòu)緊湊，適合用于高反材料的焊接、熔覆，3D打印等。為了確保產(chǎn)品性能，硬科院還推出5臺藍光激光器招募企業(yè)，提供免費使用一年的試驗。

也是在9月，在上海工博會上，國內(nèi)光纖激光器領(lǐng)頭羊武漢銳科激光宣布推出了藍光光纖輸出半導(dǎo)體激光器。當時介紹：藍色激光進行焊接吸收率更高，是紅外波段的10倍左右。目前在銳科網(wǎng)頁可查到一款500瓦的藍光激光器，該款激光器主要應(yīng)用在金、銀、銅等有色金屬的焊接，可應(yīng)用于新能源電池焊接、3C以及合金的焊接等領(lǐng)域。

目前國內(nèi)外的藍光激光器在技術(shù)上均屬于半導(dǎo)體激光器的一類，國內(nèi)半導(dǎo)體激光器領(lǐng)頭羊----北京凱普林光電自然不會缺席，凱普林在沒有任何宣傳的情況下默默上線了自己的一款波長445nm/200瓦的藍光半導(dǎo)體激光器。經(jīng)筆者詢問凱普林技術(shù)人員，該款產(chǎn)品最早是凱普林在2019年美國西部光電展上就已經(jīng)推出的。這么算來，凱普林的產(chǎn)品才是國內(nèi)第一款國產(chǎn)的藍光激光器。

藍光激光應(yīng)用前景巨大

藍光激光相比于紅外激光，在銅材料上有著更高的吸收率，兩者相差接近10倍。假設(shè)加工同樣條件材質(zhì)的銅材料，使用紅外激光使用的是4000瓦，而改用藍光激光可能800瓦就能達到同樣的加工效果。

生活中，在電池、馬達電機、發(fā)電渦輪機以及燃氣爐等大量使用了銅材料，另外在一些電子產(chǎn)品元器件很多地方也用了銅材質(zhì)，相對于紅外激光，藍光半導(dǎo)體激光器對銅材料加工擁有很大優(yōu)勢。只要未來應(yīng)用工藝成熟，藍光激光加工的需求量會非?？捎^。新型激光器技術(shù)的突破往往會帶來新的材料加工應(yīng)用，藍光激光器也會是一個很好的應(yīng)用市場突破。

責任編輯：lq