广东省激光行业协会

提升采矿安全，3D激光扫描技术找到新应用领域

一个矿工正用鼠标控制着巨大的机器在距离地面300米以下的地方进行开采工作。

地下采矿的自动化技术正在发展，以往采矿工人们灰头垢面、满身烟尘地从井下爬上来的开采场景或许将不复存在，采矿事故频发也将成为历史。据《激光制造网》了解，CSIRO公司开发了一种地下3D激光扫描技术，可以让更多的工人远离潜在的危险工作环境。

该系统的设计目的是让更多的矿工远离高风险环境，他们不再需要呆在重型机械旁工作，而是在办公室就可以控制设备在地下16公里深的地方进行工作。一位矿工表示：“我们仍然有一小部分人在地下，但他们远离机器的危险区域。”

只需轻松地点击鼠标按钮，便可以完成开采工作，这要归功于名为ExScan的CSIRO 3D激光扫描技术，该技术于2017年开始开发，由澳大利亚煤炭工业研究计划（ACARP）资助。

CSIRO采矿技术小组的首席研究工程师Mark Dunn表示：“这技术可以让运营商看到地下的情况，而无需亲身前往工作现场。”

Mark Dunn博士说：“通过办公室的屏幕进行遥控，你实际上可以获得与你站在地下深处的机器旁边一样多的信息。”

矿工通过系统控制3D激光扫描设备

该技术于2019年在昆士兰州中部黑水镇以北的矿场首次试用，目前已在澳大利亚和包括美国在内的至少10个矿场投入使用。

20年前，自动化工程师Duane Witkowski第一次涉足采矿行业时，无法想象技术的进步，几乎可以实现全自动采矿。他说：“目前还没有技术能够实现我们目前拥有的这些功能。”

自动化工程师Duane Witkowski表示，20年来，采矿业发生了巨大变化。

Mark Dunn博士表示，安全需求是CSIRO采矿研究和进展的一个主要驱动因素。他说：“未来几年，我们的梦想是确保在这些黑暗而充满危险的环境中，不需要操作员在地下工作。”

“让工具和公用设施进入工业，并通过第三方实现商业化，对提高安全性至关重要。”Mark Dunn博士坐在一个黑暗的房间里，虚拟现实屏幕前显示着一个地下煤矿。

Mark Dunn博士

Mark Dunn博士表示，ExScan技术可以适用于其他行业——这项技术也正在露天矿和土木工程领域进行试验，特别是在隧道工程领域。

他说：“未来煤矿开采的地点存在局限性，但始终需要远程操作系统。”

“拥有任何能够帮助人类控制处于潜在危险环境中的设备的传感器或技术都是有价值的。”

“应用程序可能不那么重要，它更多的是为机器提供人机界面。例如，在农业中，有潜在的爆炸性环境……这种技术也绝对可以使用。”

来源：激光制造网发布时间 : 2023-01-04

飞秒激光技术四大应用方向及未来趋势分析

说飞秒激光技术近年来发生了转变是轻描淡写的，它不仅最大限度地减少了技术方面的巨大进步，而且尤其是在可访问性方面的改进。复杂的桌面挤满了用户构建的组件和无数需要日常关注的离散光学器件，已经让位于为满足飞秒应用领域快速变化的世界而量身定制的单盒系统。这种转变的早期例子是用于多光子显微镜的可调谐激光器，紧随其后的是强大的工业一体式激光器，用于支持从支架切割到 OLED 加工的微加工应用。

飞秒激光脉冲可以从两种材料之间的界面或任何非中心对称的材料中产生少量的二次谐波光。产生的二次谐波光信号可以无损检测和成像半导体晶圆表面上下的特征，例如结构缺陷、薄膜质量，甚至微量金属污染。

新一代超快激光器经过专门优化，可支持终端市场的用户需求，例如增材制造、医学、半导体计量和应用研究。

01 纳米制造

激光可用于许多增材制造 (AM) 工艺，包括金属的激光烧结和聚合物的立体光刻。这些过程中的每一个都提供了一种无需掩模或模具即可创建复杂而独特的结构的方法。增材制造对于小规模生产应用特别有价值，例如零件的快速原型制作或个性化医疗植入物。

一种新兴的 AM 方法是一种称为双光子聚合的立体光刻技术，由于多种原因，它正在迅速引起人们的兴趣。首先，它能够比任何其他 AM 方法具有更高的空间分辨率。其次，它是一种三维自由成型工艺，因此它不受激光烧结或单光子立体光刻的加工限制的限制，其中零件必须从下向上或自上而下逐层创建。

紧凑、免提飞秒激光器的出现使双光子聚合等技术在许多行业和应用中更加经济可行。

激光技术是如何做到这一点的?在立体光刻中，激光束聚焦到光敏树脂浴中。当合适波长的光(通常是紫外光)照射到这种树脂上时，它会破坏聚合物的键，材料变得具有反应性，从液态单体化学物质中形成固体聚合物。

双光子聚合是一种具有较高空间分辨率的三维自由形式增材制造技术，能够生产极小的零件和特征。新的飞秒激光器使双光子聚合技术在经济上更加可行。由 Wildman 实验室/诺丁汉大学提供。

此过程允许直接从 CAD 文件创建几乎任何形状，并且原材料并不昂贵。在双光子方法中，超快激光被定制为树脂通常吸收的正常波长的两倍。通过使用高数值孔径 (NA) 光学器件，光束被聚焦到纤细的腰部。在这个腰部，而且只有在这个腰部，超快脉冲的峰值功率高到足以驱动双光子吸收。

这种方法提供了无与伦比的分辨率，原因有二。首先，使用高 NA 光学器件会产生紧密的微米级腰部，其次，由于双光子吸收取决于峰值功率的平方，因此可以调整传输的激光功率，以便在激光束内只有一个小的中心区域。束腰引起聚合。通过这种方式，该工艺可以提供亚微米空间分辨率，并且香港研究人员报告了测量约 100 nm 的特征的创建，他们使用可编程镜阵列进一步加速了该过程，以创建多光束工艺。

一类新兴的飞秒激光器非常适合这种应用。这些激光器工作在 780 nm，结合了高功率、短脉冲宽度和色散预补偿，可在焦平面上提供高通量。与更长脉冲宽度的激光器相比，这些参数产生了更有效的聚合过程，具有更高的分辨率。用户友好的电源控制功能进一步增强了对过程的精细控制。这些新激光器的早期应用包括芯片实验室产品和微结构表面的制造，以及新型光子产品，例如微图案晶体。

02 无标记体内成像

多光子激发显微镜是整个生命科学研究中广泛使用的工具。与双光子光聚合一样，它仅在紧密聚焦的束腰利用飞秒脉冲的高峰值功率时依赖于与样品的空间选择性相互作用。

这里的一个关键趋势涉及转化研究，科学家们正在缓慢但肯定地将多光子技术转向临床实验室应用，并最终转向实时应用，如术中活检。出于显而易见的原因，目标技术是那些不需要荧光标记或绿色荧光蛋白等转基因蛋白来生成图像的技术。这些技术包括二次谐波生成 (SHG) 以成像胶原蛋白，其中 920 nm 是合适的波长;三次谐波产生 (THG) 以成像膜，其中 1064 nm 是一个很好的匹配;和激发内源性荧光以成像各种生物分子和代谢物，其中 780 至 800 nm 效果很好。

高数值孔径光学器件将飞秒激光束聚焦到微小的腰部，超快脉冲的峰值功率足以驱动双光子吸收。增材制造技术可提供亚微米空间分辨率，并可创建小至 100 nm 的特征。由 Wildman 实验室/诺丁汉大学提供。

虽然 SHG 和 THG 显微镜需要飞秒激光，但在可见光或紫外线波长下工作的连续波激光也可以激发这些天然荧光团，但会以一定的成像深度和细胞损伤的可能性为代价。因此，飞秒激发的优势是显而易见的。

关键的内源性荧光团包括还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH) 和黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)——可用作癌症特征的代谢物。众所周知，癌细胞优先使用糖酵解而不是氧化磷酸化来满足其能量需求。当比较正常细胞和癌细胞时，这表现在 NADH 与 FAD 的比率存在明显差异。NADH 被 700 至 800 nm 波长的双光子吸收有效激发，FAD 的吸收光谱延伸至 890 nm。

利用这些代谢物的早期研究依赖于两种不同的超快激光波长，这对于诊断或护理点工作是不切实际的。幸运的是，在过去的几年里，研究人员已经证明，在 780 到 800 nm 窗口中运行的单个超快激光器可以以相似的效率激发和成像这两种物种，因为 NADH 更强的荧光也可以在“红色”处激发其频谱的尽头。此外，同样的研究人员证明，以这种方式获得的 NADH/FAD 比率是两种不同前列腺癌细胞系2的可靠标志物。

03 先进的晶圆计量

事实证明，超快激光器在先进晶圆计量领域也越来越重要。一套成熟的技术，称为皮秒激光声学 (PLA)，可测量层厚度并对不透明层下的关键对准标记进行成像。后一种能力在多层光刻工艺中很重要。

在 PLA 方法中，激光脉冲(即泵浦)的吸收产生从激光表面向内传播的声波。下层和结构将其中一些声能反射回表面，在表面通过第二个激光脉冲(即探头)的反射率变化来检测。

PLA 受益于新一代紧凑型飞秒激光器，因为这些激光器能够实现更高分辨率的成像和改进的整体测量。

由超短激光脉冲和光电导开关产生的太赫兹辐射具有高强度和宽连续光谱的特点。由相干公司提供。

04 太赫兹产生和检测

太赫兹辐射可以在固体和液体材料中提供独特的光谱或成像信息。该范围内的低光学频率与纳米级粒子的振动有关，例如聚合物和蛋白质等宏观分子，以及晶体等扩展结构的声子振动。因此，例如，太赫兹研究有助于绘制相位边界。然而，太赫兹频率范围几十年来一直是电磁频谱中被忽视的一部分，因为没有简单的方法来产生或检测太赫兹辐射。

今天，飞秒激光脉冲可用于多种机制来产生和检测太赫兹辐射。

一种方法将飞秒激光脉冲聚焦在光电导天线(或开关)上，该光电导天线(或开关)由夹在施加偏置电压的两个金属(例如，金)导体之间的诸如砷化镓(GaAs)之类的介电材料条组成。类似的结构也被用作太赫兹探测器。另一种产生太赫兹辐射的方法称为光学整流，将激光聚焦到非线性晶体中，例如磷化镓 (GaP) 或碲化锌 (ZnTe)，从而在太赫兹脉冲中的不同光谱分量之间产生差频。

通过飞秒激光脉冲产生太赫兹脉冲与通过连续波方法产生的太赫兹脉冲相比具有几个优点。超短激光脉冲产生的太赫兹辐射具有较高的强度。它同时涵盖了太赫兹光谱的广泛而连续的部分，其脉冲特性支持分析技术，例如时间相关光谱学。因此，脉冲太赫兹辐射已经在诸如癌组织的医学诊断、药物的非破坏性评估、爆炸危险的识别、艺术和考古学的检查以及国防和安全检查任务等不同领域的成像应用中找到了用途。

如果由 1 至 5 kHz 的钛蓝宝石放大器或以兆赫兹重复率的非线性展宽镱放大器产生的非常短的脉冲，通过光学整流产生的太赫兹可以产生具有大(频率)带宽的高平均功率脉冲。

相反，由于潜在的光学损伤和饱和效应，光电导天线仅限于较低的激发功率。然而，这些天线是产生太赫兹脉冲辐射的最简单和最便宜的方法。虽然大多数天线只需要 20 到 50 mW 的激光功率，但在天线平铺阵列上发射单瓦的紧凑型飞秒激光器可以在成本精简的设置中实现更高功率的太赫兹生成。反过来，这样的设置可以潜在地将太赫兹时域光谱 (TDS) 的应用从小型实验室布置扩展到更大规模的工业和医学成像应用。

下一代飞秒激光器如何融入这张太赫兹图像?它们的短脉冲宽度使太赫兹辐射的光谱范围更广。它们以 1 W 为中心的高平均功率对于任何一种太赫兹生成方法都很有用，因为它们都是需要高输入功率的低效机制。

新型飞秒激光器的实用方面，例如其流线型封装和可靠性，同样重要。一些新兴应用需要便携式或至少是便携式系统，以维持这些激光器的广泛采用。这些小型、廉价、风冷源需要最少的技术关注，可以很容易地集成到更完整的系统中，它们可以安装在所需的任何方向。

未来的思考

虽然飞秒激光器通常被认为是最奇特的相干光源类型之一，但它们的开发和应用与所有其他激光技术共享模式。它们相继从研究对象转变为研究工具，并最终在其他工具和系统中用作组件。与其他激光技术一样，飞秒光源的发展受到快速扩展的实际应用领域的推动，从生命科学到工业诊断再到制造过程。

来源：激光制造网发布时间 : 2023-01-03

资本加码“激光赛道”，“激光版块”的春天要来了？

12月21日，光芯片龙头源杰科技正式登陆科创板，而逸飞激光亦首发成功过会，凯普林则获过亿元融资……

2022年即将离我们远去。让人稍觉意外的是，临近岁末年终，激光行业却有点不平静——众多资本在寒冬中给激光企业“送温暖”，他们通过一系列眼花缭乱的融资，迅速布局并加码“激光赛道”。

毫无疑问，这些资本大鳄期待着在不久的将来，在“激光赛道”砸出一个明媚的春天。

资本加码“激光赛道”

近日，凯普林宣布获过亿元融资，将推动激光技术在汽车制造、轨道交通等多领域落地，此次新一轮过亿元融资的产业投资方为首钢基金、中车资本。

在此之前，奔腾激光（浙江）股份有限公司宣称完成约1.7亿元融资。同时，奔腾激光收购深圳锦帛方激光科技有限公司60%股份，奔腾激光顺利完成新能源产业布局以及上市申报前的融资工作。

12月22日，激光雷达厂商北醒（北京）光子科技有限公司宣布完成最新一轮C轮融资，本轮融资由国内某造车新势力、一汽富晟、顺为、建信、中电科、将门、国海创新、丰厚、天启等资本投资。

稍早之前的11月，国产综合性激光器供应商卓镭激光宣布完成2亿人民币新一轮融资，由国开制造业转型升级基金和国投创业联合领投。本轮融资将主要用于持续研发投入及现金流储备，为未来IPO上市做资金储备。

11月份，半导体激光器厂商活力激光称完成数千万人民币A轮融资，亦庄资本独家投资。

……

这是一系列令人眼花缭乱的融资行为。

当然，以上这些只是激光企业融资公开的个案，相信市场上仍有不少天使轮、A轮、B轮等轮次激光方面的产业融资。

受新冠疫情、贸易战、价格战等外部市场环境等因素的影响，激光行业普遍感受到了一股股的“寒意”。不过，来自各方的资本并没有退缩，仍在瞄准“激光赛道”，而且不断加码，使用得激光资本市场激起一股又一股的涟漪。

也有业内人士认为，这个时候资本密集进入激光赛道，也是可以理解的，因为未来一旦制造业景气度上行，激光行业的爆发力十足，嗅觉灵敏的资本进入激光正当其时。

“激光版块”加速形成

这段时间，激光行业唱主角的不只有风投或融资活动，还有 “扎堆”上市的激光企业，目前看来，这股潮水暂时没有消褪的迹象。

12月21日，国内光芯片龙头厂商陕西源杰半导体科技股份有限公司登陆上海证券交易所科创板；

而武汉逸飞激光股份有限公司近日首发过会。此次IPO，逸飞激光拟募资4.67亿元元用于锂电激光智造装备三期基地项目、精密激光焊接与智能化装备工程研究中心建设项目等。

10月份，北京金橙子科技股份有限公司在科创板上市，此次发行2566.67万股，募资总额为6.87亿元。

在这此前，大族激光公告，拟分拆所属子公司上海大族富创得科技有限公司至创业板上市。这是大族激光分拆旗下第三家子公司上市。

有人认为，近年来，激光企业融资成风，资本市场对激光行业的关注达到空前的高度。而且，近几年大量资本的不断注入，推动激光行业进入“高速发展、高速迭代、高速降价”的阶段。

因而，这几年，也正是激光行业上市进入高产期。目前，还有多家激光相关企业在IPO途中或者准备递交IPO材料。业内人士透露，激光行业到了上市收获期。

值得注意的是，资本正在持续涌入激光赛道。自2018年锐科激光上市以来，资本市场已经造就大量激光明星企业，这使得越来越多的同行在达到上市标准后，蠢蠢欲动，积极申报上市。

为何激光行业迎来上市高峰期？

根据中国证券报的分析：一方面，作为一种先进的加工工具，激光技术已经渗透到国民经济主战场，可以有效解决工业、信息、商业、科研、医疗等方方面面的问题。

另一方面，激光产业蒸蒸日上，产业链下游正释放出巨大红利。不单是切削、钻孔、打标等传统宏加工领域，动力电池、光伏、半导体、显示面板领域也出现了大量激光精密加工设备的市场空间。

资本市场“冰火两重天”

不过，与资本加码激光企业的热火朝天相比，在资本市场内的激光公司却感到一股股的“寒意”。

根据近期各上市激光企业陆续公布的今年前三季度财报可以看出，大多数上市激光企业尽管主营收入没有明显的下滑，但不少激光上市公司的净利润方面则大幅减少，从锐科激光、福晶科技、英诺激光、华工科技、柏楚电子等已公布的这些财报可以看出，各激光企业前三季度的盈利能力，普遍存在着较大的压力。

以头部企业大族激光为例，根据2022年大族激光三季度报告，营收方面，前三季度、第三季度分别为105.62亿元、36.25亿元，同比分别下滑11.47%、18.43%；归母净利润方面，前三季度、第三季度分别为10.14亿元、3.82亿元，同比分别下滑32.45%、37.58%。

对此，大族激光表示，营业利润、利润总额、所得税费用、净利润、归属于母公司净利润较上年同期波动幅度较大的原因为受疫情影响公司下游客户需求不足、订单减少。

业内普遍认为：在疫情反复肆虐、国际局势动荡、大宗原材料价格上涨、行业竞争加剧等因素叠加的2022年，不少激光企业面临供应短缺、订单萎缩、回款困难等难题。

不过，这不妨碍大批激光企业正在扎堆上市。

根据中国证券报的统计，目前，A股激光行业上市公司大约有65家。有多家激光企业正排队IPO，金橙子、源杰科技、长盈通等已成功上市；宏石激光、福特科、中润光学、逸飞激光等IPO申请首发过会。

据悉，奇致激光、凯普林、星汉激光、森峰科技均在申报上市的途中。

期待“激光赛道”的春天

我们都知道，激光技术与原子能、半导体、计算机并称为20世纪重大发明。激光产业链上游为光学材料、元器件，光芯片等，中游为激光器为主，下游为激光设备，终端面向汽车、电子、钣金加工等应用市场。相关统计数据显示，截至去年底，中国存续激光相关企业达16230家。

据2022年中国激光产业发展报告数据显示，2021年中国国内激光设备市场销售收入达到821亿元，同比增长18.6%。预计未来2-3年，随着激光材料成本下降，可靠性持续提升，激光技术将向汽车制造、轨道交通、智能制造、新能源和智能监测等市场拓展。

作为一种卓越的加工工具，激光已应用于100多个行业，可以说，激光也是打造先进制造业的最重要工具之一，它可以助推 “中国智造”走向“中国创造”。

正如一位激光行业观察人士所言，在制造业整体投资景气度下行背景下，激光行业的景气度也受影响。而通过风投机构和资本市场融资不只是续命这么简单，而是要在这个冬天备足粮草，然后蛰伏下来，立足长远，专攻产业短板，注重研发，锤炼技术，“穿越行业的周期，做时间的朋友”，总会有春暖花开的那一天。

作者：十一郎发布时间 : 2022-12-30

亮点光电激光雷达光源完成10W+小时寿命测试等系列可靠性试验

01

前言

近年来，随着汽车自动/辅助驾驶技术的兴起，激光雷达变得越来越火热。激光雷达及其组件要进入车用器件供应链，必须通过严苛的可靠性验证。激光雷达光源作为激光雷达的核心组件之一，自然也成为各大厂商的重点考核对象。面对动辄10W+小时的可靠性指标要求，如何设计合理有效的可靠性模型，并开展相应可靠性试验验证，是一项严苛、艰巨又必须完成的挑战。

被业界誉为“激光雷达光源新秀”的江苏亮点光电集团（Lμmispot），已在激光半导体行业领域深耘十余载，并逐步扩展到固体激光器、光纤激光器等领域。近几年来，江苏亮点光电科技（下文简称“亮点光电”）更是致力于人眼安全1.5μm波长的一系列激光雷达光源（如图1所示）的研发、设计、生产和销售。

激光雷达堪称自动/辅助驾驶的“眼睛”，亮点光电所推出的车载激光雷达光源已于近期完成了MTBF 10W+小时寿命试验等一系列可靠性试验验证，赋能自动/高级辅助驾驶的“眼睛”，使其“看”得更远、更可靠。

图1　亮点光电研制的1.5μm系列激光雷达光源(左到右依次为：圆型、方型、小型、微小型光纤激光器)

02

已完成的可靠性试验

所谓可靠性测试，即为了评估产品在规定的寿命期间内，在预期的使用、运输或贮存等环境下，保持功能可靠性而进行的活动，是将产品暴露在自然的或人工的环境条件下经受其作用，以评价产品在实际使用、运输和贮存环境条件下的性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。

一般我们采用各种环境试验设备，来模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况进行可靠性测试试验，目的在于加速反应产品在使用环境中的状况，以验证其是否达到预期的质量目标，从而对产品进行整体评估，以确定产品可靠性寿命。

光纤激光器常用可靠性测试标准有GB/T2423、GB28046、ISO16750、JB/T 12632等标准，也有针对汽车电子元器件级别要求的AEC-Q系列认证标准。

小型化脉冲光纤激光器（含50x70小型和55x55微小型激光器两款，如图2所示），是亮点光电针对自动驾驶、遥感勘测、激光测距等领域所推出的人眼安全1.5μm波长的模块化激光雷达光源。该光源具有体积小、重量轻，环境适应性强等特点，并且已经通过上述光纤激光器行业标准的一系列可靠性试验验证。

下文简单分享该司小型激光雷达光源已完成的可靠性试验项目，包括：系列温度试验、温湿度试验、冲击和振动、拉力试验、长期老化寿命试验等多项环境可靠性试验。

图2　亮点光电研制的1.5μm小型激光雷达光源

2.1 高温工作试验

小型激光器在典型工作条件，高温+85℃下，连续工作时间72h的输出功率变化，如下图所示，试验结果表明激光器的功率稳定性高（0.525%）及激光器内部温度稳定。

图3　小型激光器高温运行测试项目

2.2 低温工作试验

小型激光器在典型工作条件下，低温-40℃，连续工作时间72h的输出功率变化，如下图所示，试验结果表明激光器的功率稳定性高（0.533%）及激光器内部温度稳定。

图4　小型激光器低温运行测试项目

2.3 高温贮存试验

小型激光器在+85℃环境条件下，贮存24小时再连续运行2小时的输出功率实时监测情况，如下图所示，试验结果表明该激光器的输出功率稳定性高（0.563%）及激光器内部温度稳定，符合设计要求。

图5　小型激光器高温贮存后的输出功率曲线

2.4 低温贮存试验

小型激光器在低温-40℃环境条件下，贮存24小时后再运行2小时的功率变化情况如下图所示，试验结果表明激光器的功率稳定性高（0.412%）及激光器内部温度稳定。

图6　小型激光器低温贮存试验后的输出功率曲线

2.5 温度循环试验

单个循环最低温和最高温各保温4小时，温度斜率≥3℃/min，一般不低于4个循环，小型激光器该试验项目的实时监控的输出功率变化情况如下图所示。试验结果表明温度循环过程中激光器的性能稳定，满足设计要求。

图7　小型激光器温度循环试验项目

2.6 湿度试验（恒定湿热存储）

恒定湿热一般采用典型高温高湿条件85℃/85%RH，具体条件和测试时间以相关标准要求或实际需求为准。小型激光器该试验项目的输出功率变化情况如下图所示。试验结果表明激光器的功率稳定性高（<0.44%）、激光器内部温度稳定。

图8　小型激光器恒定湿热后回常温运行图

2.7 振动&冲击试验

振动试验和冲击试验一般是合并进行，主要模拟产品运输和颠震等场景，亮点激光雷达光源已通过激光雷达IEC60068标准的相关测试。

2.8 老化寿命

小型激光器的寿命可以用平均失效时间（MTBF）表示。平均失效时间是指产品相邻无故障的平均工作时间，值越高说明产品的稳定性就越高。一般分为可靠性预计（采用应力分析法和计数分析法，参考GJB299C-2006）和构建可靠性加速老化模型测试。

MTBF老化测试的计算公式如下：

下图为小型激光器的老化寿命测试数据。注意：这里老化寿命测试，亮点光电一次性同时投入样品数量为8台，连续测试时间>31天，折算成等效MTBF时间10W+小时寿命，满足相关可靠性指标要求和设计要求。

图9　小型激光器寿命(MTBF)试验图

除了上述展示的试验项目和数据外，亮点光电的小型激光雷达光源还通过了直流电源适应能力试验、极限电压上/下电和重启试验、极限温度上/下电和重启试验、过/欠压保护、异常断电、静电放电抗扰度、自由跌落、规定变化率的温度循环、规定转换时间的快速温度变化等一系列试验项目。

亮点光电并不止步于此，目前已按照IATF-16949质量管理体系的要求，逐步建立起车规级的产品设计、质量管控、可靠性试验验证体系，并将适时向市场推出相关量产产品，敬请期待。

03

关于江苏亮点光电

江苏亮点光电科技有限公司（Lμmispot）总部位于苏州工业园区，注册资本7000万，拥有1.4万平方米的办公和生产面积，设有北京亮度、无锡亮源、泰州亮点三个子公司。公司专注于激光信息应用领域，研发、生产及销售半导体激光器、光纤激光器、固体激光器及相关激光应用系统。公司获得高功率激光器工程中心、省部级创新人才称号、多项国家级创新基金和军工科研计划支持等。

目前亮点光电正进行B轮融资，准备扩大公司的激光雷达光源产品线。亮点光电研制的1550nm红外激光的人眼安全上限远大于905nm的激光，背景光干扰问题相对较小，可以实现远距离探测；下游雷达系统如采用相干技术，信噪比远高于905nm -ToF激光雷达，最大探测距离可以达到1000米以上。目前公司研制的1550nm激光雷达光源已给国内众多知名激光雷达厂商供货。

亮点光电，除了测绘领域用的常规圆盘激光雷达光源外，还推出更小体积的模块化小型/微小型激光雷达光源。这两款产品结构紧凑、体积小巧、重量轻、工作温度范围宽，通过外接TTL触发信号实现脉冲输出，非常适合系统集成。目前这两款产品分别做到50mm×70mm×19mm和55mm×55mm×16mm的尺寸，于近期通过一系列可靠性验证项目（含MTBF 10W+小时寿命测试），将产品体积、重量、性能和可靠性不断做到极致，致力于成为激光雷达的理想光源。

该司优势还在于其全资子公司--无锡亮源，具有完整的半导体封装技术和批量生产基地，光纤激光器的核心器件——半导体激光器可以自主独立封装，根据客户要求定制，将最低的成本、最优的品质提供给客户。

同时，亮点光电具有领先国内的全国产化技术，可以实现所有器件国产化，不受国际经济环境影响，保证产品性能的同时，也可以保证产品交付时间，并控制产品成本。

亮点光电仍在加快技术研发和创新步伐，将不断推出更低成本、更高可靠性的1.5μm激光雷达光源产品，以满足市场需求。

来源：亮点光电发布时间 : 2022-12-08

欧菲光加码布局激光雷达，打造第二增长曲线

在汽车智能化浪潮推动下，国内激光雷达市场迎来迅猛发展。据高工智能汽车研究院监测数据显示，今年1-10月中国市场（不含进出口）乘用车前装标配搭载激光雷达7.42万台，而上年同期搭载量不到万台。高工智能汽车研究院预计，2023年汽车激光雷达前装放量将是大概率事件。

华西证券研报表示，目前车载激光雷达市场处于爆发前夕，千亿市场正在开启。根据测算，预计我国乘用车领域激光雷达市场空间在2025年将达到261亿元，到2030年将达到980亿元；乘用车领域激光雷达市场规模未来3年复合增速能达到200%+，2025年至2030年复合增速达到30%以上。

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与此同时，搭载激光雷达的量产新车发布量迅速增加。2021年，国内配装激光雷达的量产车型仅有小鹏P5；今年以来，这个数字达到了16款之多，其中，配装超过1颗激光雷达的车型有9款，配装最多为4颗。随着国内外造车新势力智能驾驶系统不断启用激光雷达方案，全球汽车行业对于激光雷达的产能需求骤然攀升。

从产业链来看，车载激光雷达上游为光学和电子元器件，中游为激光雷达整机厂，下游主要由整车厂和Tier1厂商组成。有分析师表示，上游光电器件厂商的产品性能和成本不断改进，中游激光雷达主机厂技术路径快速迭代，共同推进激光雷达在车载市场的蓬勃发展。华西证券表示，激光雷达爆发前夕，整机厂及上下游均有望受益。

作为光学行业的头部企业，欧菲光自2015年起进军智能汽车领域，通过收购华东汽电和南京天擎，顺利成为国内整车厂商的Tier 1供应商，如今已取得20余家国内汽车厂商的供货商资质，并积极进行国外汽车厂商的供应商资质认证。

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在激光雷达领域，欧菲光进行了前瞻布局。欧菲光在投资者互动平台表示，公司将推出纯固态激光雷达，目前公司的纯固态激光雷达已与国内多家主机厂、造车新势力进行首次技术对接。根据开发规划，预计2022年四季度将迎来一轮测试样机预定排队潮。

据欧菲光透露，这款纯固态的激光雷达方案为 Micro-flash 微闪光模式，优势为：内部不包含任何旋转结构，在提供较高的探测距离和角分辨率的同时，还能提供车规级产品的可靠性和稳定性；公司激光雷达采用半导体技术，以每秒 1000 次的速度逐个激活 VCSEL 发射激光进行扫描，每个 VCSEL 会照射到特定的 SPAD 阵列像素上；此激光雷达可以灵活配置，根据不同的造型需求组合激光组件，轻松匹配各种安装位置要求；另外，通过匹配不同透镜模组，还可以实现不同 FOV、角分辨率的设计。

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凭借光学光电领域多年的技术优势，目前欧菲光深度布局智能驾驶、车身电子和智能中控，以光学镜头、摄像头为基础，延伸至毫米波雷达、激光雷达、抬头显示（HUD）等产品，丰富产品矩阵布局，为客户提供全方位的产品和服务。

欧菲光车载业务的核心竞争力是提供系统级解决方案的能力。公司立足于先进传感器，同时积极拓展硬件、软件和算法能力，公司可定制开发自动泊车系统，周视系统，行泊一体驾驶域控制器，集成以太网关的车身域控制器，仪表中控，HUD等系统级产品。具有未来走向跨域融合的实现能力。

国泰君安表示，2022年是激光雷达上车元年，自动驾驶加速渗透带动激光雷达放量，行业确定性极高，2022年预计出货量20-30万台，2023年预计出货100万台。激光雷达将从0到1的突破阶段走向从1到N的大规模量产上车阶段。欧菲光将加码布局激光雷达等智能汽车赛道，从研发、销售和生产等全方位加大资源配置，让智能汽车业务大放异彩，力争实现到2025年智能汽车业务收入规模行业领先。

来源：南早网发布时间 : 2022-12-07

激光清洗在医学领域的应用与前沿探索

心血管疾病是全世界主要致死原因之一：中国心血管病患病率年均增速为 9.85%，仍处于上升阶段。据《中国心血管健康与疾病报告2019》推算，心血管病现患人数 3.30 亿，在我国的心血管疾病患病率中，心脏瓣膜类又占据近1/3的比重。2018年中国心脏瓣膜疾病患者为2720万人，《中国心外科和体外循环数据白皮书》显示，随着人口老龄化程度的加深，预计2025年会达到3130万人。

2020年心血管病种分类占比

心脏瓣膜是心脏的基础结构，可能因为先天或者后天的炎症等原因发生关闭不全（反流）、瓣膜狭窄等病变导致死亡。瓣膜病主要分为四大类：主动脉瓣狭窄、主动脉瓣返流、二尖瓣返流、三尖瓣返流。对于严重的瓣膜性心脏病患者，更换人工心脏瓣膜是最为有效的治疗手段。

人工心脏瓣膜植介入示意图

人工心脏瓣膜可以分为：由热解碳制作的机械瓣，和由猪、牛的心包组织交联制作的生物瓣。机械瓣的设计使用寿命更长（50年以上），但是更易发生相关并发症，并需要终生服用抗凝药并检测凝血功能；生物瓣的使用寿命比机械瓣短（10-20年），优势则是不用长期服抗凝药。

在欧美国家生物瓣应用较多，达到75%以上，在我国早些年则是机械瓣占主导。近年来随着生物技术的发展，生物瓣膜耐久性低这一缺点也逐渐被克服，研究数据证明牛心包生物瓣膜的20年生存率已达到90%以上，远远高于机械瓣膜的45%左右。

牛心包生物瓣膜

在生物瓣材料中，牛心包组织因为力学性能最好，拥有比猪主动脉瓣更长的耐久性而成为欧美市场的主流产品。用于心脏外科手术植入替换病变、损伤、畸形或先前植入的主动脉瓣、二尖瓣和三尖瓣。

从牛心包组织到激光清洗

尽管心包作为原材料很受关注，但牛心包组织本身固有生长的纤维、脂肪却容易影响组织本身功能的行使。此外，心包的摘取环境为普通屠宰环境，原材料有各种异物灰尘粘附在组织纤维面，目前去除方式是靠手工进行摘除，不仅效率低，而且还容易造成组织片的误伤，存在一定的返工率。

受过训练的人员在清除心包附着的脂肪

心包组织厚度大约为0.3-0.4mm，在较粗糙的一面存在50um左右的粗纤维。因为基材较薄，污染物生长在基材表面，难以采用化学或超声波等其他清洗方式进行去除，目前每个瓣膜的手工制作时间大约需要12-18个小时，大多采用人工的方式用镊子一点一点去除表面纤维然后缝合，效率很低且纤维清除效果并不好。

电镜下的牛心包纤维

水滴激光的脉冲激光清洗设备可应用于心包组织表面的纤维清除工作中。激光清洗是用激光能量穿透物体表面使电子吸收能量，转移到晶格产生震动，在10皮秒的时间产生宏观温度使污染物汽化，从而达到清洗目的。水滴激光对心包样片表面纤维去除进行了相关工艺测试，经过多次调试后发现采用特定工艺进行清洗可以将粗纤维清洗干净，清洗后心包组织表面光滑，且无烧焦、变色等痕迹。

水滴激光清洗测试

激光清洗后的牛心包组织示意（因样品后续保存不当，存在损伤）

生物组织的应用越来越广泛，而无论是牛心包组织、猪主动脉瓣还是猪心包组织等这些主要的生物组织来源前期生产的洁净工序都大同小异，人工处理表面纤维、异物和污染尘的方式一定程度上影响了产品的生产节拍和品质。激光清洗技术可以在这方面弥补和提高产品的生产效率。

从激光清洗到医疗器械

关于牛心包组织的应用只是水滴激光在医疗器械领域中应用的一个案例，事实上，医疗器械中拥有广阔的激光清洗应用前景：从牛心包到眼角膜类的生物补片、从植介入式的医疗器械到普通临床医药设备，对无接触、高精度的清洗需求是一个庞大，而亟待填补的市场。

举例而言，植入介入式医疗器械需要进入人体，安全且有效是植入介入式医疗器械的核心指标。无放射性、无毒、无污染以及与人体良好兼容性是其材料的一般选择，这便要求在植入介入式医疗器械的加工过程中，需要保证材料的本征特性，这意味着不能对材料的物理、化学，以及结构性质造成不良的变化。激光加工技术在这方面逐步成为器件加工的首选技术。

因为激光清洗具有非接触无污染、微米级加工尺度、不改变生物材料本身化学或物理特性、不损伤基材等清洗优点。相较于人工清洗或化学清洗剂来说都更“干净“，也更适合植介入医疗器械这类对清洁有特殊要求的医疗设备。

除了人工生物心瓣膜和各类补片外，其他由机械或生物组织制作的如导管、冠状动脉支架、球囊、治疗先天性心脏病的封堵器、牙科的植入物陶瓷材料等都各类医疗器械能应用到激光清洗。

治疗先天性心脏病的镍钛合金材质封堵器

目前超声波清洗、等离子清洗等工业清洗方式已经在医疗器械应用中大范围普及，成为实验室或临床设备的"标配"，激光清洗则因为产业化时间太短，大多数人依然对其有些陌生，目前还未能在医疗器械领域有所建树。

但随着我国相应学科的科研成果逐渐投入市场，相信在未来激光清洗会在更多医疗器械生产上发挥更重要的作用，大放异彩。

来源：水滴激光发布时间 : 2022-11-29

深圳镭沃引领精密激光锡球焊接技术变革

深圳市镭沃自动化科技有限公司（以下简称“镭沃”）成立于2014年，公司秉承“稳健务实、追求卓越”的经营理念，在激光加工自动化装备领域深耕近10年，一直致力于激光锡球焊接技术的突破和产业化应用，是一家集研发、设计、生产、销售和服务为一体的精密激光加工及自动化设备整体解决方案提供商。

成为全球最佳智能激光解决方案提供商，是镭沃的企业发展远景。公司基于战略目标，导入了现代化的管理体系，通过了ISO 9001:2015质量管理体系认证，制定并贯彻落实公司创新发展战略，每年持续加大研发投入。围绕公司核心产品，公司目前已拥有众多自主核心知识产权，且成为深圳市专精特新中小企业及国家高新技术企业。

镭沃为国内首家自主开发精密激光锡球焊接自动化成套设备及产线的服务商，同时也是全球首家研发和制造全自动锡球焊接、检测及点胶一体化设备的供应商，核心产品具备“高焊接精度、高效能、非接触式、绿色无污染”等产品特性。为满足客户多样化、新工艺、新技术和质量不断提升的需求，镭沃构建SMART服务价值体系高质量服务于客户，并通过“市场分析验证——技术要求评审——满意性设计生产——客户使用反馈”，形成批量精密激光锡球焊接自动化成套设备快速定制模式，进一步完善公司精密激光设备多元化出口结构。同时，在质量、服务与售后上不断提升，让越来越多的海内外客户对镭沃精密激光锡球焊接自动化设备的信赖。

目前，镭沃产品在国际国内手机品牌摄像头模组锡球焊接市场已被广泛应用，设备远销到美国、日本、韩国、以色列、新加坡、越南、泰国、马来西亚、菲律宾、印度、捷克、匈牙利、摩洛哥等国。镭沃目前不仅是苹果、三星手机摄像头模组锡球焊接加工装备的独家服务商，同时也为华为、小米、OPPO、VIVO等世界头部企业提供产品及服务，在高智能全自动精密激光锡球焊接集成设备行业的高端市场占有率超过90%。其中自主品牌“LASERVALL”在激光标记设备和激光锡球焊接设备领域具有较高的知名度及影响力，为《品牌中国》栏目重点推荐的品牌之一。

随着5G通讯技术在电子应用领域的全面渗透以及市场需求的推动下，3C产品制造行业将会得到高速发展，未来会有更多领域应用到先进的锡球焊接技术。近年来，镭沃新产品和新技术不仅仅在高端手机摄像头模组焊接制造领域得到广泛应用，手机内VCM马达锡焊工艺也正逐渐大规模使用激光锡球焊接技术。镭沃通过新产品、新技术及新工艺的开发，目前已成为国内头部VCM马达生产商如立讯精密等企业在内的激光加工设备供应商，而这些生产商生产的VCM马达总量超过中高端市场份额的50%。

镭沃已成为高智能全自动精密激光锡球焊接集成设备细分领域的行业龙头企业，核心产品营业收入占公司总收入70%以上。相信不久的将来，镭沃会继续积极探索，前行不辍，通过技术创新和产品线的延伸，将精密锡球焊接技术应用到更加广泛的领域，为客户创造更大的经济价值，赋能智能制造产业高质量发展。

来源：爱上半导体发布时间 : 2022-11-25

极耳晶体取向对锂离子电池激光焊接的影响

激光焊接是将高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，与其他传统焊接技术相比，具有焊接速度快、穿透能力强、可对难熔材料与异种材料施焊和焊缝成形良好等优点，近年来在一些微、小型零件的精密焊接中得到普遍应用。锂离子电池近年来发展迅速，生产的自动化加工水平逐步提高，激光焊接在对一些关键部件进行焊接时具有明显的优势。如软包装电池在模块成组时，需要对极耳与汇流排进行焊接。在焊接过程中，铜镀镍材质极耳经过折弯、整形后，与框架的铜汇流排激光焊接一起。该工序要求一定的自动化效率，对于焊接强度的一致性要求较高，以保证电池性能的一致。

根据离焦量(即激光焦点与作用物质之间的距离)的不同，激光焊接可分为深熔焊和热传导两种方式。极耳焊接一般都采用深熔焊和负离焦量(激光聚焦点在下层金属上)，形成熔池，俗称小孔焊接。焊接存在的问题一般有过焊和虚焊。除设备设定的焊接参数影响外，焊接强度还受金属材质对激光吸收率和反光率的影响，如表面粗糙度不同，形成激光吸收率的差异，就会导致过焊或虚焊的情况。金属表面若存在有机物，或金属材料本身含有一定的气体和低熔点金属(如锌)等，在焊接过程中，这些物质会瞬间气化，当熔池物质的凝固速度大于气体的排出速度时，就会形成气孔，造成焊接面积降低，出现焊断的情况。电池极耳制备用的铜带多采用压延工艺，生产工艺对材料晶型取向会产生的一定的影响，而铜的不同晶面的特性有一定的差异。激光加工是一个复杂的物理、化学过程，当与材料相互作用时，材料的不同晶面会产生不同的热、机械响应，对激光加工过程和效果产生影响。

本文作者拟从材料理化和晶体结构等方面，针对负极铜极耳在激光焊接中出现焊接异常的影响因素进行研究，以期对激光焊接工艺提供指导。

1．实验

1.1 实验材料

负极采用铜镀镍极耳，尺寸均为0. 2mm×45. 0mm。样品 1(上海产)和样品 2(山东产)各10个，在实验前用10%NaOH(国药集团，AR)溶液和无水乙醇(运城产，AR)对表面进行清洗处理。模块框架采用双并连结构，铜汇流排的规格为1. 5mm×12. 5mm×79. 0mm。

实验时，为排除镀层对成分的影响，先用砂纸(1800目)对极耳样品表面进行打磨，直到表面呈现均匀的金黄色基材铜层，再用无水乙醇清洗，然后进行相关测试。该类样品标记为基材。

1.2 焊接及测试

先将电芯粘贴至框架上，将负极极耳紧贴框架汇流排，确保不出现歪斜、褶皱。用YLS-3000激光焊接仪(深圳产)进行焊接，焊接功率设置为(2. 85±0. 15)kW，采用氮气保护，有效长度控制在 37~40mm。

焊接完成后全检极耳，确保不出现虚焊、漏焊、断焊及焊穿等现象。固定汇流排，180°弯折极耳焊接外露端3次，用HP-500型拉力机(浙江产)夹紧极耳进行检测，要求弯折不能折断，且拉力至少为80N。

1.3 样品分析

用 HV-1000Z 型显微硬度计(莱州产)进行极耳硬度测试；用 ET3C电解测厚仪(深圳产)进行极耳镀层厚度测试。采用UL TRA55 型扫描电子显微镜(德国产)和 Oxford X-max 80型X射线能谱仪(英国产)进行微观形貌分析；用ICAP 7400型电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)仪(美国产)进行元素含量测试;采用 CDM-20C型金相显微镜(上海产)进行极耳截面分析;采用 Ultima IV型X射线衍射仪(日本产)研究样品晶体结构，CuKα，波长 0. 15406nm，管压40kV，电流 40mA，扫描速度为 10(°) / min，步长 0. 02°。

2．结果与讨论

对于金属间的激光焊接效果判定，常规手段是测试拉伸强度。拉伸强度主要体现了微观上焊接区域的一致性。焊接后进行拉力测试，对照焊接测试标准，样品1中有6个满足要求，样品2中有6个不合格，且经过拉力测试，焊接处断裂(样品2中6个样均在拉力小于80N时就断裂，且180°弯折极耳焊接外露端，均发生断裂)。针对出现的焊接异常情况，对样品进行综合理化方面的分析。