01 500W單模準連續綠光光纖激光器
早在2015年年底，光纖激光器行業的世界領先企業IPG就發布了輸出功率高達500W的單模準連續綠光光纖激光器。IPG Photonics 憑借這款激光器獲得當年由國際光學工程學會(SPIE)頒發的年度Prism Awards大獎。這是一款 500 W 準連續綠光單模光纖激光器，首次將光纖激光技術的優勢帶入可見光譜，具有高輸出功率，出色的電光轉換效率和低成本。 該產品提供工業級可靠性，優異的輸出光束質量，以及光纖傳輸的靈活性，適用于從銅焊到太陽能電池芯片和電池板制造的工業精密激光應用。
時隔不到7年，深圳公大激光有限公司率先打破國外壟斷，在國內推出同款500W單模準連續綠光光纖激光器：GNPL-500-50，填補了該類型產品在國內的空白，為新能源里太陽能面板制造，高反材料的切割和焊接，光伏領域半導體材料的激光摻雜以及激光退火等應用提供高端優質的國產光纖激光器。
圖1. 500W 單模準連續綠光GNPL-500-50輸出功率測試
如圖1所示，該款激光器可以輸出高達518W的純單模準連續綠光，此外圖2和3給出了該款激光器的光斑特性，它不僅具有小于1.1的高光束質量，同時可以實現近遠場的超過95%的光斑圓度。十分優異的輸出光斑特性也是精密激光加工的保證。
圖2. GNPL-500-50光束質量M2測試結果
圖3. GNPL-500-50遠場光斑直徑和橢圓度測試結果
02 QCW500W綠光光纖激光器vs. QCW450/4500紅外光纖激光器
如表1所示，五百瓦單模準連續綠光光纖激光器的指標特性和傳統認知中紅外準連續光纖激光器有較大的差異：此準連續非彼準連續，兩種準連續的激光器除了波長不同以外，產生準連續激光的機制也完全不同，因此無論是從脈沖能量，重復頻率還是脈寬上都有顯著的區別。
表1 GNPL-500-50 基本光學參數
表2QCW500W綠光光纖激光器vs. QCW 450/4500紅外光纖激光器
表2列出了兩種不同波長準連續光纖激光器的主要差異參數，最大差異在兩者的脈寬和調制頻率上。QCW500W綠光光纖激光器的脈寬是1ns附近，屬于亞納秒級別，頻率高達50Mhz，是一個窄脈寬，高重頻的光纖激光器;而QCW 450/4500紅外光纖激光器的脈寬是50us~50ms，最高頻率只有50kHz。因此可見，雖然都可以稱作為準連續(激光脈沖的占空比比較大)，但是實現大占空比脈沖輸出的方式不一樣：前者的搭配是窄脈寬加高重頻，而后者是寬脈寬加低重頻，不同脈寬和重頻的搭配導致了最終輸出的脈沖能量會有很大的差異。因為激光器的單脈沖能量是等于激光器的平均功率除以脈沖頻率的，高達幾十MHz的綠光QCW雖然和紅外QCW一樣具有500W的平均功率，但單脈沖能量只有幾十微焦，是遠低于紅外QCW幾十焦耳的單脈沖能量的，因此并不適合焊接較厚的金屬材料。但綠光QCW的短波長，高峰值和單模特性使它在薄膜，晶圓材料的精細加工和薄銅的切割焊接上具有紅外不可比擬的優勢。當需要加工的材料對熱效應敏感，對加工精度(即作用在材料上的光斑大小)和加工效率有比較高的要求，同時材料本身比較薄，對單脈沖能量要求不高的時候，短波長，窄脈寬和高重頻特性的綠光準連續激光器就是最佳的選擇。
來源于：激光制造網