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全固态纳秒级紫外激光器技术转让

导读: 紫外激光器在激光加工方面有其独特的优势:紫外激光器的波长短,聚焦小,能实现精细加工;紫外激光器进行激光加工时直接破坏材料的化学键,是“ 冷”处理过程,热影响区小,大多数材料能有效地吸收紫外光,可加工许多红外和可见光激光器加工不了的材料。

  紫外激光器激光加工方面有其独特的优势:紫外激光器的波长短,聚焦小,能实现精细加工;紫外激光器进行激光加工时直接破坏材料的化学键,是“ 冷”处理过程,热影响区小,大多数材料能有效地吸收紫外光,可加工许多红外和可见光激光器加工不了的材料。全固态紫外激光器具有体积小、效率高、重复频率高、无需更换气体、无需掩模、易维护等优点。因此它在生物工程、材料制备、全光光学器件制作、特别是集成电路板及半导体工业等激光加工领域获得了广泛的应用。

  目前紫外激光器的发展非常迅速,瓦级功率以上高重频全固态激光器不断应用于加工领域,国内外研究机构和公司不断向更高功率(数十瓦级)、更高重频(几十甚至几百kHz)方向发展。目前已经研制成功了5W 、50kHz的紫外355nm激光器,脉宽25ns的成样机。样机性能稳定,用于LED蓝宝石晶圆裂片划线,划线深度达到200μm,线宽小于10μm,划痕光滑均匀,几乎无热影响区。

  技术特点:

  通过高效率端面泵浦结构方式得到基模红外1064nm激光,再经过多级放大结构,得到高功率的红外高光束质量基频光,再通过高效率变频技术,最后得到5W、50kHz、25ns脉冲紫外355nm激光。光束质量因子M2<1.3,功率长期稳定性<±2%。内部光学结构采用紫外胶光固化粘接,结构小巧牢靠,对环境适应程度高。通过紫外显微物镜的聚焦,聚焦光斑直径在μm级别,加工尺寸小于10μm。通过紫外激光器的开发,相应的也取得了更高功率的红外和绿光高光束质量激光技术。

  专利情况:

  目前国内外并无相关的专利限制,主要是在工艺实现难度比较高。目前已取得专利8项。

  市场分析:

  紫外355nm激光器目前国际市场价格约为2万美元/W,中大功率全固态紫外激光器市场均被国外厂商占据。据行业协会统计, 2010年我国全固态紫外激光器市场销售额达到5亿元人民币,比2009年增长了25%。主要应用于打孔、切割、划线和打标。以激光划片机为例,按目前市场需求量估算,一般传统激光划片机销量为100台/年,其中60%将被紫外全固态激光器所替代;激光打标机国内年需求量约4000台,其中全固态紫外激光器将取代30%的市场份额。

  随着紫外技术的进步以及成本的降低,越来越多的行业开始使用紫外激光器,比如半导体照明、太阳能电池及集成电路行业,全固态紫外激光器正处于替代其它加工方式的重要发展阶段,市场增长迅速。

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