广东省激光行业协会

新能源汽车比常规内燃机汽车更安静，新能源汽车的发展也对轮胎噪声的控制提出了更严格的要求。新能源车轮胎在橡胶配方、轮胎高宽比、轮胎体积、胎面材料、胎面花纹等方面进行改善便可更加适应新场景的需求。

激光清洗技术作为一种"绿色"清洗工艺，在静音轮胎生产制造过程有着良好的应用，利用聚焦的高能量激光束，照射有机高分子材料表面，使材料表面发生物理、化学变化，从而改变其性能。能够有效提高轮胎质量及生产工艺，提升轮胎和车身的匹配性,改善整车的综合性能。通过在轮胎内壁涂覆软固态胶状高分子复合材料，实现防爆、防扎、防漏功能，同时在防漏胶表面粘贴上一层聚氨酯海绵，实现隔音隔热，吸收空腔噪音的静音效果。

激光清洗能够有效轮胎内壁上残余的隔离剂，提高复合材料的涂覆和聚氨酯海绵的粘贴。清洗过程不用耗材，对轮胎无损伤，效率高、一致性好，可实现自动化清洗。

图1 图2 激光处理轮胎内壁激光清洗内壁

通过选用脉冲激光设备，通过制定合理的工艺流程，对样件进行评估。通过达因笔测试，获得不同参数下的表面张力数值。结果显示，不同的工艺参数（激光能量密度，处理效率）会对轮胎内壁的表面张力产生影响，针对静音轮胎的生产流程要合理制定工艺参数。通过测试，激光清洗均匀，满足基材损伤远满足要求。清洗后内面摩擦系数提升>37mN/m, 表面张力达到40dyne/cm。

图3 系列达因笔测试结果

图4 粗糙度测试及结果

使用粗糙度测试仪对激光处理后表面进行测试，区域为S1-S4，对应不同的工艺参数，测试标准为ISO1997，曲线为R，滤波为GAUSS。结果显示，不同参数对表面粗糙度有不同程度的影响，在图中，S3区域的粗糙度最大，与达因笔测试结果相吻合，且激光处理后大大增加了表面的粗糙度。

在1000倍下观察发现激光照射的地方出现大量的普遍分布的小凹块，颗粒尺寸达到微米级别，当激光打在物质表面，会破坏橡胶链状结构，产生这种不规则的凹块特征，提高表面粗糙度。

图5 强远激光轮胎内壁毛化清洗工作站

山东产研强远激光科技有限公司作为山东省科学院激光研究所、山东省产业技术研究院、山东山科控股集团有限公司股权投资企业，专注于激光清洗/焊接设备研发、生产、销售及综合解决方案。针对轮胎行业已开发出轮胎模具激光清洗自动化线、移动式AGV清洗平台、轮胎内壁毛化清洗工作站等一系列产品，收到客户一致好评。开发的轮胎内壁毛化清洗工作站轮胎内壁表面杂质去除率可达99%以上，清洗效率达到20cm2/s，设备通用性大，满足市面主要轮外规格清洗，可针对客户要求定制。相关激光设备经权威机构检测计量，通过ISO9001质量管理体系认证。

来源：山东产研强远激光发布时间 : 2022-11-10

高功率薄片激光器基横模输出有了新方法

近日，中国科学院大连化学物理研究所化学激光研究室（七室）李刚研究员、金玉奇研究员团队在薄片激光器光束质量控制研究方面取得新进展，提出了一种在全泵浦功率范围内使薄片激光器连续输出并保持光束质量接近衍射极限的新方法，并对其光束质量控制机理进行了深入研究。

薄片激光器是一种半导体泵浦的、增益介质为薄片状晶体的新型固体激光器。薄片激光器同时具备高平均功率、高脉冲能量、高光束质量的特性，在EUV光源、光学频率梳和阿秒脉冲产生、激光微加工以及国防领域具有重要应用前景。然而，薄片激光器中最核心的多通泵浦薄片模块技术常年为国外所垄断，且72通泵浦模块对国内禁售。

本工作中，科研人员提出了一种薄片激光多通泵浦方案，并设计制造了自主知识产权的72通泵浦模块，以此为基础开发了一种在全泵浦功率范围内使薄片激光器输出激光的光束质量保持衍射极限的方法。该方法的核心是通过将薄膜偏振片和四分之一波片组合成一个新型输出耦合器，从而实现激光谐振腔的输出耦合率连续线性可调。通过实时调谐谐振腔的输出耦合率，在整个入射泵浦功率范围内都获得了接近衍射极限的光束质量（M²<1.2），平均输出功率超过210W。科研人员通过谐振腔衍射损耗模拟仿真给出了光束质量控制机理。对于类似通过衍射损耗实现基模横输出的谐振腔，连续可变输出耦合器在增强薄片激光器输出性能方面有着良好的应用前景，这为将来的千瓦级纳秒激光器和焦耳级皮秒激光放大器的研制奠定了良好的基础。

微信图片_20221107162618.jpg

该团队在薄片激光器的研制方面，经过多年的技术攻关，此前取得了系列研究进展，包括薄片多通泵浦模块的主动对准技术，用于薄片增益晶体的多孔泡沫结构冷却排列系统，研制了最新一代的72通薄片泵浦模块以及百kHz高功率腔倒空薄片纳秒激光器，基于72通泵浦模块的百fs克尔透镜锁模薄片激光器（《中国激光》，2022）等。

来源：中科院大连化学物理研究所发布时间 : 2022-11-07

镭神智能CEO胡小波：中国激光雷达实现了逆袭

近日，全球知名市场研究与战略咨询公司Yole Intelligence发布了《2022年汽车与工业领域激光雷达报告》，报告指出，中国在全球汽车激光雷达市场中处于领先地位，来自中国的供应商正在成为这一领域的佼佼者。

针对报告提出的观点，记者专访了我国激光雷达头部企业之一镭神智能CEO胡小波。胡小波告诉记者，经过行业内企业不断探索，我国激光雷达的各项技术发展及感知性能均已走在全球前沿，应用场景已拓展至各行各业，不仅在自动驾驶领域，在其他民用工业领域也被广泛采用，实现了我国激光雷达的逆袭。

镭神智能CEO胡小波（图源：阿里云创新中心）

国内激光雷达应用领先

报告统计了全球十余家头部激光雷达研发制造商在汽车和工业市场应用的份额，2018年到2022年，中国的激光雷达供应商占据前装定点份额的50%，大幅领先于美国、法国、德国、日本、以色列等拥有激光雷达企业的地区市场。

报告还认为，2021年汽车与工业领域的激光雷达市场规模高达21亿美元，相较2020年增长了18%。2027年，汽车与工业领域的激光雷达市场规模将达到63亿美元。在汽车领域的应用是激光雷达技术发展的主要驱动力，自动驾驶技术也推动了激光雷达市场，预计市值将从2021的1.2亿美元增至2027年的6.98亿美元。

我国出台了一系列鼓励自动驾驶的政策，推动了激光雷达产业的快速发展，也因此涌现出一大批拥有核心技术的新创企业。

1550nm助力自动驾驶

在1550nm光纤车规激光雷达推出之前，汽车前装主要以905nm半导体激光雷达为主雷达，1550nm光纤车规激光雷达以其较突出的远距探测优势，在自动驾驶领域获得一席之地。

胡小波告诉记者，905nm激光雷达10%反射率探测距离约为150m-200m，1550nm激光雷达10%反射率探测距离可达250m，从人眼安全的阈值比较，1550nm激光比905nm激光高出一万倍以上，即1550nm激光雷达在保障人眼安全的前提下可携带更大的功率，功率越高探测距离越远，探测距离越远，留给汽车反应的时间越充足，即安全冗余值更大。“在高速公路上行驶，安全冗余较大尤其可贵。”胡小波说。

1550nm波长激光是纯单模，光束质量好、光斑小、发散角小，对于小物体远距离探测能力更强。但事物都有两面性，1550nm光纤车规激光雷达优点虽然很突出，很多不懂光纤激光行业的人认为其缺点也明显。很多车企需要下很大的决心才愿意采用1550nm激光雷达，对很多车企和消费者来说1550nm激光雷达是一个相当“奢侈”的选择，因为对于没有光纤激光器及核心光器件自研自产能力的光纤激光雷达组装公司而言，一颗1550nm光纤激光雷达的成本比905nm半导体激光雷达的高出不少。不过，胡小波认为，随着L4级自动驾驶到来，产销量越来越大之后，规模效应将发挥效应，可降低1550nm光纤车规激光雷达的成本与体积。镭神智能已实现自研自产光纤激光器、十多种高功率核心光器件及生产光纤核心器件的自动化设备，不仅能保障1550nm光纤激光雷达的一致性及可靠性，其探测性能远超905nm激光雷达，还能大幅降低整机量产成本，与905nm激光雷达价格相差无几，消除车企的成本顾虑，也进一步加速高阶自动驾驶发展。因此，胡小波认为1550nm光纤车规激光雷达将成为L4级别以上自动驾驶汽车前装的唯一正确选择。

镭神智能走在前列

前不久，镭神智能发布图像级1550nm光纤车规激光雷达LS系列，采用自研自产高性能的光纤激光器，在环境感知能力、成本控制能力以及尺寸上取得了突破。据了解，整机尺寸为225×120×45mm，较同类产品小20%以上，是全球最小尺寸的1550nm光纤车规激光雷达；图像级1550nm光纤车规激光雷达的点云成像细腻，更能凸显细节，实现图像级点云效果，支持配置128线、256线及512线的扫描通路，测点速率分别可达到160万点/秒、320万点/秒、640万点/秒；提供ROI区域个性化定制，ROI区域点云密度等效512线/800线/1200线；搭载LS系列的车，可以在250米处探测到40cm×13cm大小的物体。这个全球最小1550nm光纤车规激光雷达为自动驾驶装上更为精妙的“眼睛”。

胡小波告诉记者，LS128S1/LS128S2已投入量产，全自动化产线已经开始调试了，投入使用后年产能达到20万台，加上目前已有的生产线，最大产能达到68万台。

镭神智能即将推出一款128线905nm车规级混合固态激光雷达CX128S1，拥有45mm超薄尺寸，在10%反射率条件下探测距离可达180m，拥有156万点/秒测点速率，实现高精度环境感知，提升智能驾驶安全冗余。

镭神智能多传感器融合环境感知系统可应用于自动驾驶领域，将激光雷达+摄像头+毫米波雷达+组合惯导安装在车顶一体式结构中，方便做传感器时间同步和空间同步，对自车周围的道路环境进行检测，以实现多传感器融合优势互补。通过数据融合算法处理提取出道路的可通行区域、车道线信息、障碍物属性以及障碍物运行状态信息，同时可对道路环境进行定位建图，以保证车辆安全行驶方案。

胡小波告诉记者，未来真正实现自动驾驶，绝对是采取“聪明的车+智慧的路”组合方案，所以镭神智能不仅助力汽车的自动驾驶，也在布局车路协同应用方案。

镭神智能车路协同路侧感知系统为车路协同提供全时空动态交通信息采集与融合，通过对探测范围内行驶在交通道路上的各种机动车、非机动车、行人等进行精准的检测、识别处理，获取目标位置信息，再经传输设备将有效信息广播给交通管控中心和该区域内安装有车载设备的车辆，实现路况险情提前预警，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。目前已在北京、上海、广州、深圳、苏州、西安、郑州、许昌、重庆、武汉、天津、常州、常熟、成都、三亚、青岛、柳州、荷兰等国内外完成70多个项目落地实施。

镭神智能多线激光雷达3D Slam定位技术在技术成熟度及市场应用上明显远超欧美日发达国家2代以上，是以3D激光雷达为主传感器，通过对激光雷达、IMU、里程计、GPS等各类传感器进行数据融合处理，配置高性能处理器实现对无人车环境的建图以及匹配定位功能，适用于100%室外及99%室内场景，且无需辅助设备，1-2周即可完成批量部署，投入使用快，且成本低，可搭载于各种应用场景类的低速无人车、机器人、无人叉车、AGV等低速智能移动载体，助力物流仓储及制造领域实现无人化及全自动化。

镭神智能激光雷达高端安防系统已在深圳市沙井海岸沿线地区部署应用，用于防偷渡监控预警，为管辖区的安全稳定保驾护航；此外，该方案正在深圳市盐田海岸沿线地区安装部署。

镭神智能的激光雷达高端安防系统不仅可以应用于海岸边境线的防偷渡、防走私，也可以应用于海岛、核电站、水电站等重点区域的安防工作，全天候侦测异物的入侵情况并追踪运动轨迹，同时做到精准警告，进一步防止违规入侵带来的破坏性行为。

此外，镭神智能自研推出的飞行汽车/民用直升机避障解决方案、轨道异物侵限智能监测系统、桥梁防撞预警系统、机场跑道异物检测等激光雷达全场景应用系统方案，已广泛应用于自动驾驶、智慧交通、智慧物流、高端安防、机器人、轨道交通、测绘、民用航空、港口、工业传感等领域，方案成熟高可实现大规模应用，赋能产业升级。

来源：中国汽车报网发布时间 : 2022-11-04

国标《高功率激光制造设备安全和使用指南》正式发布和实施

家标准GB/T 41265-2022《高功率激光制造设备安全和使用指南》于10月12日在中华人民共和国国家标准公告2022年第13号发布，并于2022年10月12日实施。

据全国标准信息公共服务平台网站显示，该标准由TC284（全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会）归口，TC284SC2（全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会大功率激光器应用分会）执行，主管部门为中国机械工业联合会。本任务是SAC/TC284“十三五”规划立项的标准之一，也是SAC/TC284归口制定的第35项推荐性国家标准。

据激光制造网了解，本标准的制定基于对国际电工委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）和美国国家标准（ANSI）相关系列国际标准的深入调研。从产品的角度，聚焦于确定产品产生光辐射的安全水平，及通过工程措施控制人员可接触的激光辐射水平。从用户的角度，聚焦于减少或消除存在危害的激光辐射的照射。

该标准通过对高功率激光制造设备安全运行程序的指导和建议给出了设备文件及记录、安装和使用环境检查评估、激光辐射危害评估、非光辐射危害评估、标识标记检查、控制措施检查，以及激光安全员、激光安全管理委员会和安全培训等环节中与需考虑要点有关的信息，保证了设备运行的规范性、一致性，从而避免使用者遭受光辐射损伤。

该标准主要起草单位有北京工业大学、武汉华工激光工程有限责任公司、奔腾激光（温州）有限公司、深圳市鼎信科技有限公司、常州天正工业发展股份有限公司、浙江工业大学、大族激光智能装备集团有限公司、温州市质量技术检测科学研究院/浙江省激光与光电产品质量检验中心、浙江久恒光电科技有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司、中车南京浦镇车辆有限公司、山东华光光电子股份有限公司、杭州银湖激光科技有限公司、度亘激光技术（苏州）有限公司、深圳市计量质量检测研究院、湖北省标准化与质量研究院。

该标准主要起草人有：陈虹、李婷、吴让大、谢晋雄、韩立成、姚建华、曾丽霞、黄山石、吴旭浩、王璞、何玉朝、火巧英、周小庄、肖成峰、卢飞星、张艳春、黄志凡、钱辉敏、李向召、谢秋琪、张翀昊、吴金津。

本标准的制定将有助于高功率激光制造设备使用的提质增效，有助于规范管理。基于大众对光辐射安全的模糊认识，国家对于如何建立系统、有效的光辐射保护体系十分重视，此项标准的发布和实施填补了高功率激光设备光辐射安全领域标准的空白，为消费者选购产品提供了安全指引，为高功率激光的安全应用、市场规范和安全管理提供了依据。

来源： SACTC284 发布时间 : 2022-10-27

激光打孔装置及控制系统在光伏玻璃深加工产线的运用

在节能减排的社会发展需求下,新能源发展前景广阔。而光伏产业作为新能源的一种,与之相关的加工技术的需求也越来越多、越来越高。其中光伏玻璃打孔技术大量应用于光伏玻璃深加工行业。随着光伏产业的发展,光伏玻璃深加工精度越来越高,基于视觉引导的高精度玻璃激光打孔控制系统软件以配套光伏玻璃深加工生产线而设计,以高精打孔为目的,同时兼顾稳定运行、接口丰富等特性。

1、系统方案设计

1.1 激光打孔机概述

1.1.1设备概述

传统的玻璃钻孔采用机械为主,也有少量采用水射流和固体激光钻孔。机械和水射流加工玻璃时成品率低,崩边大,加工过程还存在环境污染。

激光打孔依靠高稳定性的设备,是实现加工效果的硬件基础。整条生产线采用串联式布局,在生产线上完成玻璃的输送、定位、正位、CCD 视觉识别、激光钻孔、收尘、探孔、复位等工艺过程,整条生产线采用全自动智能化控制。激光打孔机打孔速度快,崩边小,能耗低,适合于自动化流水线24h不间断工作,可提高30% 以上的效率。

1.1.2激光概述

1)效率高,采用美国进口激光器和德国进口的高速振镜,使用先进的超快绿光光纤激光器和光纤激光加工模组。超快激光具备独特的超短脉冲、超高的重复频率、超强特性,以及能以较低的脉冲能量获得极高的峰值光强等独特优势。

2)精度高,采用激光脉宽极短的高峰值功率和低能量的激光脉冲,以达到极精细的激光加工点,这样可以使被加工材料的崩边小,小的崩边可以使材料有更高的强度,高强度可以提高玻璃的使用寿命。

3)良率高,绿光光纤激光器重复频率是固体红外激光器的3倍,每秒产生的脉冲点数更多,高的重复频率可实现更快的加工速度、更光洁的加工面,加工一致性好。

1.1.3视觉概述

1)易用性，清晰简明的视觉操作界面,具备用户权限管理、产品型号设定、标定等操作界面。适用于产线人员的分级管理,产品型号存储可以记录历史型号规格的参数设定便于快速切换产品规格。开放式标定界面便于用户自行完成标定工作便于更换部件后的恢复工作。

2)准确性，相机移动与激光器移动采用高精度伺服,视觉系统标定环节通过计算各个运动轴的偏转矢量,最大限度提高系统绝对精度。

3)高性能，使用高性能并行计算,总处理时间可达 0.3～0.7ms；整套系统采用西门子PLC，系统伺服控制、逻辑控制均使用通用开放硬件,便于维保；视觉系统采用 Profinet 通讯卡,作为实时IO从站与主控PLC 进行通讯,具有低延时高可靠性的优点。

4)可靠性，系统软件已在多套系统稳定连续运行,无死机、闪退、内存溢出等故障。视觉定位成功率99.99% ,系统打孔定位成功率 99.7% 。

1.2 激光打孔机的总体布局

此装置及系统用在国内光伏玻璃深加工生产线上,光伏玻璃深加工生产线的特点是速度快、尺寸规格多、打孔数量在 1～3 个范围内等特点,所以为了满足如此的生产方式,此线采用了一台打孔机配置三台激光器的组成方式,通过选择不同的激光器来完成对不同规格的玻璃的生产。如图 1 所示,考虑到整个系统的稳定性和易维护性,在系统初始设计时,将整个系统分成旋转定位段、激光钻孔段和复位探孔段三部分。其中旋转定位段由皮带输送机、升降旋转台、升降托轮、定位装置等零部件组成,可满足玻璃板进行90°旋转的需要,并在本设备处,完成玻璃板的预定位,为玻璃激光钻孔机的玻璃钻孔做准备；激光钻孔段主要由底部基座与横梁、激光头位置调整的驱动系统、玻璃板的传送系统、激光头组件、玻璃板的定位夹持系统、玻璃板的定位测量 CCD 视觉系统、集尘回收系统等零部件组成,完成在精确的位置对玻璃板进行钻孔作业。复位探孔段由皮带输送机、升降旋转台、通孔检测装置等部件组成,具有检测报警功能。

图1 激光打孔装置结构图

2、系统的工艺流程及具体的实施方法

2.1 系统的工艺流程

激光打孔机的工艺流程如图2 所示,根据生产玻璃的规格、打孔位置、要求误差等信息,在触摸屏操作工界面输入相应加工参数。玻璃进入旋转定位段,由正位装置,旋转平台,万向轮平台不同功能的三个单元进行组合,从而实现玻璃在同一工位完成旋转、正位以及输送的功能。当玻璃板经过皮带输送,输送至准确的位置停止时,玻璃位置 CCD视觉系统经过检测,计算并把相关数据传送至激光器控制系统。精确控制激光钻孔的位置,对玻璃进行钻孔工作。打孔完毕后,玻璃板通过输送皮带进入探孔工段,精准定位后,探孔装置落下,检测玻璃孔是否掉落,若未掉落,则发出报警信号,由人工干预处理。玻璃离开设备,进入下一加工工序。

图2 激光打孔机控制流程图

2.2 激光打孔机的实施方法

2.2.1旋转定位输送机

该输送机位于玻璃激光钻孔机的前端,用于玻璃板的预定位和玻璃板的旋转(当玻璃板需要进行长边钻孔时)。玻璃板到达升降旋转台后,升降旋转台和升降托轮升起,升降旋转台将玻璃板旋转 90°,然后升降旋转台落下,玻璃板下落到升降托轮处,进行玻璃板的预定位。当玻璃板预定位完成后,升降托轮落下,玻璃板则落到输送皮带上,通过输送皮带将玻璃板继续向激光钻孔机输送。该设备具有“旋转功能启用”和“旋转功能停用”的选择按钮。

2.2.2玻璃激光钻孔机

激光头位置调整的驱动系统安装在横梁上,直线电机模组带动激光头组件在横梁上移动,以适应钻孔间距的变化。玻璃板输送到位后,玻璃板的定位夹持系统动作,固定玻璃板,准备激光钻孔。玻璃板的定位测量 CCD 视觉系统精确检测玻璃板的前端及两侧边相对于激光钻孔的距离,指导激光钻头在准确的位置上对玻璃板进行钻孔。在激光钻孔的位置、玻璃板的下方,设置多个集尘收尘口,通过集尘回收系统,回收玻璃碎料和钻孔时产生的玻璃碎屑。每个收尘口设有密封装置,激光钻孔时,需要工作的收尘口处的密封装置打开,不需要工作的收尘口处的密封装置将关闭。

2.2.3旋转探孔输送机

位于激光钻孔机的出口处,可满足对玻璃板进行 90°旋转回位后的输送,并具有通孔检测报警功能。

3、控制系统的特点

3.1 PLC控制系统特点

玻璃激光钻孔机组控制系统主要控制玻璃的输送、转向、对准、定位、钻孔、回位等,以及协调 CCD 视觉定位系统和激光头控制系统,同时具备与前工段及后工段数据交互和联动控制。控制系统由PLC作为主控制器,按照工艺流程控制输送辊道、激光头位置(孔距及孔位置)、转向动作、玻璃对准等。PLC 通过高精度输入模块Time- basedIO采集外部信号,使系统能够实时快捷的做出响应,避免了 PLC 扫描周期对控制精度的影响,使玻璃能够达到较高的重复定位精度。在玻璃定位完成后,发出视觉定位检测信号,视觉定位检测系统检测完成后,给出信号是否可以打孔及坐标,激光头控制系统收到可以打孔信号和位置坐标后,根据设定的孔径进行打孔,打孔完毕后发送打孔完成信号给PLC。PLC作为整个系统的控制核心,除了担任运动控制的大脑以外,还需要与前后段辊道连线,激光器软件以及视觉系统软件采用PROFINET 和TCP/IP 的通信协议进行数据的交换,可以根据用户的要求定制不同的数据交换内容,实现多元化的控制软件。

3.2 CCD视觉控制系统特点

传统的三相机定位:三相机只能拍照两个角一条边,通过拟合计算出边缘位置,会和实际形状有偏差,同时由于依靠固定边距离打孔,磨边及孔位误差会积累导致孔位不准确。该系统采用四相机定位:四相机定位可准确找出中心线,消除磨边机产生的玻璃长宽尺寸误差,确保中心距尺寸稳定。CCD3与CCD4能准确的找出玻璃板的中心线,如图3所示,定位中心线尺寸；与后序的丝印工序的加工工艺的贴合性更好。

图3 CCD视觉系统示意图

4、结语

玻璃激光打孔装置及控制系统在某新能源材料有限公司太阳能薄膜电池基板深加工玻璃生产线的控制系统中实施应用。系统运行稳定，全伺服控制、激光模组、喷水装置、相机系统、光源等自动根据玻璃规格切换到对应位置，无需手动干预，大大节省换机时间，操作更加简便；加工孔位置精准，位置误差在±0.3mm ，且速度快、崩边小，成品率满足 99.5% 以上。

来源：建材世界》期刊发布时间 : 2022-10-25

中国精度：自主研发激光切割设备，1小时可切出6万颗芯片

10月22日，《人民日报》海外版党的二十大特刊推出报道《中国精度，追求卓越》，其中讲述了光谷企业——华工激光自主研发激光切割设备，在国家制造业转型升级中发挥着日益重要作用的故事，以下为原文转载。

走进武汉华工激光工程有限责任公司半导体面板激光智能装备生产车间，只见一台台激光装备排列整齐，工作人员正在控制面板前调试设备、测试性能。比头发丝还细、还薄的玻璃，在激光切割下，也能“毫发无损”地精准成型。

“激光作为先进的加工利器，在国家制造业转型升级中发挥着日益重要的作用。”武汉华工激光工程有限责任公司总经理邓家科说，无论是在显示面板、半导体、新能源汽车等产业的工业制造，还是在深中通道等大国工程的建造中，都有这些激光装备的“隐形力量”。

“在一个6英寸的晶圆上有6000多颗芯片，传统切割效率低，并且容易破裂。”邓家科举例介绍，华工激光自主研制的晶圆激光切割装备，突破了一系列关键核心技术，1小时可以加工10片6英寸以上晶圆，成品率达99%。

华工激光的母公司——华工科技产业股份有限公司，是中国激光工业应用的先行者、领军企业。经过多年的自主创新和科研攻关，该公司的产品出口80多个国家和地区，实现了欧洲市场全覆盖。

华工科技的发展成就，是武汉东湖高新区（中国光谷）激光产业发展的一个缩影。光谷是中国激光产业发源地，在激光器、工业激光加工设备等领域具有强劲竞争力。

今年3月20日，武汉东湖高新区发布湖北东湖科学城激光产业集群规划，将实施产业空间优化、产业规模倍增、创新能力跃升、核心产品攻关和服务能力强化五大重点工程，推动实现激光关键核心技术和高端产品的重大突破。规划提出，到2025年，湖北东湖科学城规模以上激光企业产值达到1000亿元；到2035年，打造万亿级激光产业集群。

来源：《人民日报》海外版发布时间 : 2022-10-24

清华团队实现激光3D纳米打印技术新突破

近日，清华大学精密仪器系孙洪波教授、林琳涵副教授课题组提出了一种全新的纳米颗粒激光3D打印技术，利用光生高能载流子调控纳米颗粒表面化学活性，实现纳米粒子间化学键合的三维装配。该技术有望提升VR显示分辨率，让人们看到一个高清的虚拟现实世界。

研究团队在世界范围内首次应用了全新的打印原理并展示了多种不同纳米粒子的复杂三维结构和异质结构，在纳米粒子器件化领域实现了新的突破。这项技术实现了超越光学衍射极限的高精度激光微纳制造，打印点阵列密度超过20000ppi，为超高分辨功能器件的制备提供了新思路。芝加哥大学Dmitri V. Talapin教授对该技术也给予了高度认可和评价。

研究团队提出了光激发诱导化学键合的新原理，实现了纳米粒子的激光三维装配技术，以各种纳米粒子作为原料来组装三维纳米器件。以核壳结构的半导体量子点为例，利用激光激发量子点产生电子-空穴对，通过能级匹配，驱动光生空穴的隧穿和表面迁移，促使量子点表面配体脱附并形成活性化学位点，进而诱导量子点的表面化学成键，实现量子点之间的高效组装。

光激发诱导化学键合的原理示意图

基于以上原理，研究团队进一步对激光束进行聚焦与程序化扫描，实现了纳米材料复杂三维结构的精密成型。与现有的微纳加工制备技术相比，这项技术具有打印材料纯度高、三维加工能力强，具备多组分打印功能、打印分辨率高等鲜明特征。

量子点3D纳米打印结构形貌及荧光图

值得一提的是，光激发诱导化学键合的微纳制造原理具有广泛的材料和结构适应性，通过能级设计可以实现多种半导体、金属材料的高精度微纳制造，开辟了纳米器件制备工艺新途径，在片上光电器件集成、高性能传感材料等领域具有重要的应用前景。

该成果于近日发表在《科学》（Science）期刊上，题为“光激发诱导化学键合实现半导体量子点3D纳米打印”（3D nanoprinting of semiconductor quantum dots by photoexcitation-induced chemical bonding）。

此外，这项研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、清华-佛山创新专项基金和精密测试技术及仪器国家重点实验室的资助。

来源：清华大学、澎湃新闻发布时间 : 2022-10-20

自动化激光清洗在光伏面板领域的创新应用

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将太阳能直接转变为电能的一种技术，具有显著的能源、环保和经济效益。随着国家“双碳”战略目标的布局，《智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》和《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》等政策利好文件频频出台，光伏发电作为我国能源转型的中坚力量发展迅速，取得了举世瞩目的发展成绩，光伏行业正迎来爆发式增长机遇期。

微信图片_20221017140746.jpg

国内光伏年度新增装机规模以及新增规模预测（单位：GW））

为获得更高的太阳辐射量，光伏电站多建在纬度较低、地势较高的地区。虽然这些地区阳光的辐射量会高于其他地区，但尘土污染也更加严重。光伏面板作为光伏组件的封装面板，主要起保护发电主体（如电池片）的作用，表面大多为钢化玻璃材质，表面积尘会严重影响发电效率，降低光伏组件寿命，甚至引起火灾。因此光伏面板必须彻底清洗干净，如果留下死角，可能引起“热斑效应”。据大量研究显示，光伏面板上的积尘能降低7％—40％的发电效率，由此导致我国太阳能光伏发电项目的损失每年达数亿元。

微信图片_20221017140753.png

灰尘影响太阳光线的入射路径

微信图片_20221017140801.png

积尘对太阳能输出效率的影响

在不损伤光伏面板的前提下进行有效清洁，延长发电站组件使用寿命，提升发电量，对提高光伏电站经济效益至关重要。很多光伏电站都在探索研究高效且经济的清洗方式。

01

清洗方式过招，高下立判：

激光技术胜出

目前市面上常见的光伏面板清洗方式主要依靠人工清洗和工程车清洗，出于效率和安全考虑也在逐步探索机器人清洗方式，这些清洗方法虽然都能实现清洗的目的，但都不同程度存在容易损坏光伏面板、清理效果差、清洗成本高和清洗难度大等问题。激光清洗作为绿色环保低碳型清洗技术，利用激光与物质相互作用去除基体表面附着物，具有非接触、不损伤面板、效率高、清洗效果好、无排放、后期维护成本低等特点，渗透到各个工业清洗领域，不失为一种有益的尝试。

微信图片_20221017140812.jpg

02

自动化激光清洗：

清洁美容，更环保、更智能

微信图片_20221017140817.png

01 环境和地形适应性强，

自动化程度高

宝宇激光基于成熟的激光清洗产品及在不同应用场景、不用工艺设计的深入探索和实践经验，创新性地将激光清洗装置与自动化清洁系统结合，全国首创光伏面板自动化激光清洗机器人。无需改造光伏电站，可加装基于电动机和导轨的集成方法，将激光清洗机器人集成安装在光伏组件阵列上，集成热成像采集器、超声测距仪、面阵激光雷达与高清摄像头等功能，机器人直接行走在跨串轨道上或通过机械臂远距离扫描光伏面板实现清洗目的。还根据光伏阵列现场布置情况，可定制面板间前后跨越、高低错位跨越、长距离跨串等自动化方案，环境和地形适应能力强，还可搭载智能控制系统，在解决清洁困难的同时，大幅降低设备投入数量，节省人力等各项投入成本。

02 有效的激光清洁协议减少热输入，

对光伏面板无损伤

宝宇激光清洗机器人根据光伏面板钢化玻璃的损伤阈值制定有效的激光清洁协议，当控制器控制激光器清洗头发射激光清洗光伏面板时，热成像采集器实时监测清洗位置的温度，一旦清洗位置温度临近损伤阈值，控制器即启动，在保持每个脉冲能量的前提下减少脉冲重复频率，或启动非辐照时间间隔来限制清洗过程中的温度上升，有效避免玻璃面板的微裂和熔化，保证面板质量的稳定性，整个清洗过程机器人不直接接触光伏面板，从而进一步避免了传统清洁方式对面板的物理损伤，全方位提升光伏发电的整体效率和可靠性。

03 无水清洁，

化解取水困境且无污染

宝宇激光清洗机器人无需水、无需化学药剂，可消除对运水卡车以及可能含有腐蚀性化合物的清洁用水的依赖，整个清洗过程不产生任何废水废液，清洗成本更低，绿色节能环保。激光清洗过程中产生的污染物微粒和气体可以通过简单的便携式抽风机进行废料收集和净化处理，避免造成环境二次污染。

04 稳定性好

宝宇激光清洗机器人激光器使用寿命可达10000小时，质量稳定，可靠性好。

05 运行及维护成本低

宝宇激光清洗机器人在工作过程中无耗材，运行成本低，后期只需对保护镜片定期清洗或更换，保养成本更低，可极大地降低设备运维成本。

03

激光清洗赋能光伏电站运维

宝宇激光光伏面板自动化清洗机器人，具有高效、高性价比、高可靠性等显著优势，能帮助提升能量转换效率、提高光能利用率、延长光伏组件使用寿命，有效降低清洗、更换组件等运维成本，实现电站发电量和运维收益双增长。

宝宇激光持续深耕激光清洗工艺，为激光清洗技术在工业领域开辟更多新的应用场景，致力于以激光清洗带动中国工业清洗的深刻变革，推进能源低碳转型，帮助能源行业减排、节能、降耗，帮助用户降本增效，为落实我国能源安全新战略，实现碳达峰碳中和目标作出积极贡献。

来源：宝宇激光发布时间 : 2022-10-17