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激光技术应用领域不断拓宽,利好MEMS扫描镜行业发展

MEMS扫描镜,也称为MEMS微镜,是利用光学MEMS技术,将微光反射镜与MEMS驱动器集成在一起制造而成的光学MEMS器件。MEMS扫描镜主要应用在激光技术中,功能是实现激光指向偏转、图形化扫描、图像扫描等,主要产品包括电磁驱动类、静电驱动类、电热驱动类、压电驱动类等。

MEMS扫描镜具有体积小、扫描频率高、使用寿命长、功耗低、成本低、可批量生产等优点,可以用于智能手机、平板电脑、可穿戴智能设备、VR/AR、激光投影仪、激光雷达、3D摄像头、3D扫描仪、激光打印机、汽车抬头显示(HUD)、医疗成像设备等产品生产领域,在消费电子、通讯、家电、汽车、仪器仪表、医疗、工业、军工国防等行业中得到广泛应用,市场需求不断增长。

在工业中,随着制造技术不断进步,适用于精密加工的激光加工应用需求不断增长,2020年,我国激光加工设备市场规模达到690亿元左右。在自动驾驶领域,激光雷达是实现自动驾驶的核心技术之一,具有不可或缺性,2020年,我国激光雷达市场规模达到180亿元左右。仅从工业以及自动驾驶领域来看,激光技术应用规模正在不断攀升,利好MEMS扫描镜行业发展。

根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年MEMS扫描镜行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,在全球市场中,MEMS扫描镜领先生产商主要有德州仪器、意法半导体、博世、滨松、MicroVision、MEMSCAP等。在我国市场中,MEMS扫描镜主要研究机构有中科院上海微系统所等,主要生产企业有微奥科技、知微传感、希景科技等。

MEMS扫描镜可以承受的激光功率从瓦级、十瓦级到百瓦级、千瓦级,越高级别的MEMS扫描镜的设计难度、制造工艺要求越高;为满足不同应用领域需求,提高产品可靠性以及降低生产成本,MEMS扫描镜的镜面尺寸、扫描角度、轴数、驱动方式等技术仍在不断升级。总的来看,在下游产品技术含量不断提高的情况下,MEMS扫描镜行业技术壁垒在不断提升。

新思界行业分析人士表示,我国激光加工、自动驾驶、电子家电等领域激光技术应用需求不断上升,MEMS扫描镜行业未来发展前景良好。与国外企业相比,我国MEMS扫描镜企业在规模、研发、技术等方面存在差距,品牌知名度较低,特别是在高端市场中竞争力弱。经过不断发展,我国MEMS扫描镜行业中的优秀企业生产的产品已经可以应用在自动驾驶等领域,但未来还有较大进步空间。

来源:新思界网


发布时间 : 2021-07-26

中科院实验室立功,我国小型化自由电子激光器获突破进展

距央视、新华社等报道, 中科院上海光机所近日在小型化自由电子激光器领域获得重大突破,使小型化自由电子激光器首次完成“发光”,研究团队最终设计出“新一代超强超短激光综合实验装置”,将自由电子激光装置由公里级缩小为目前十米级。该成果已于 7 月 21 日作为《自然》封面文章发表。

近日,中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室利用超强超短激光装置,首次实现了基于激光加速器的小型化自由电子激光放大输入、输出。促进了物理、化学、材料、医学等学科的发展。

据介绍,研究人员通过显著提升激光尾波场加速的电子束品质,并结合创新设计的紧凑型束流传输与辐射系统完成了这次试验,创造出来的激光波长 27 纳米,最短激光波长可达 10 纳米级,单脉冲能量可达 100 纳焦级。

据了解,自由电子激光是实现 X 射线波段高亮度相干光源的迄今最佳技术途径,X 射线自由电子激光可用于探测物质内部动态结构和研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程,促进了物理、化学、结构生物学、医学、材料、能源、环境等多学科发展。

研制小型化、低成本的 X 射线自由电子激光,成为其重要的发展方向,对于拓展应用和产生变革型技术都极其重要。

研究团队设计出“新一代超强超短激光综合实验装置”,将自由电子激光装置由公里级缩小为目前十米级。

来源:IT之家


发布时间 : 2021-07-24

亚威股份携手福然德启动“多激光头钢铝混合连续外板落料”项目

2021年7月21日下午,福然德-亚威“多激光头钢铝混合连续外板落料技术”发布会的设备启动仪式在福然德上海宝山工厂举行,本次发布会由福然德股份有限公司、江苏亚威机床股份有限公司共同主办,由鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司、山东南山铝业股份有限公司协办,指导单位是中国金属材料流通协会。

宝山区政府副区长翟磊出席发布会,区府办,区科委,区经委,宝山工业园区等职能部门参与仪式。此外,本次会议得到了汽车全产业链各界关注,宝武、蒂森、首钢、本钢、河钢、马钢等上游核心钢厂及铝合金生产企业代表一起参会,上汽通用、上汽乘用车、福特、吉利、沃尔沃以及国内主流新能源主机厂和重要配套企业共同见证。

首先,福然德工作人员带领各位领导参观了厂区,董事长崔建华先生协同亚威股份副总经理潘恩海先生及其他四位领导共同启动激光落料项目。

激光落料技术发布会在宝山德尔塔酒店顺利召开。亚威股份副总经理潘恩海先生及各协会、企业领导做会中致辞,对本次落料技术发会的成功举办表示祝贺。

在上海市宝山区人民政府副区长翟磊先生、中国金属材料流通协会常务副会长兼秘书长陈雷鸣先生及四家联合实验室单位共同见证下,激光落料技术联合实验室正式揭牌。

当天,由中国金属材料流通协会主办、福然德股份有限公司承办的《车用铝板(带)加工配送规范》团体标准编制启动会暨第一次起草人会议在福然德上海总部召开,亚威股份及其他起草单位领导、起草人近二十人出席会议。本次会议旨在充分发挥各自的技术优势,详细梳理、归纳和提炼,统筹推进标准编制工作按计划、高质量开展。

福然德是国内知名的汽车主机厂一级供应商,是国内规模较大的第三方汽车用钢剪切加工配送服务企业,专注服务于汽车主机厂以及其主要汽车零部件供货商。近年来,福然德不断创新、追求卓越,勇于担当,承担社会责任。积极创建数字化生态圈平台,实现上下游合作伙伴互联互通、无缝高效连接。

亚威股份作为中国机床行业龙头企业,持续关注汽车行业的发展趋势,通过近十来年的持续创新,自主开发的汽车钢板落料线、铝板落料线、飞摆剪切线及激光落料线产品,经过几代技术持续优化升级,已经成功服务于猎豹、长安、长安福特、神龙、一汽解放、通用五菱、江淮等汽车制造厂商,市场业绩显著。

亚威股份与福然德股份凭借在汽车制造行业的多年经验,共同打造的柔性、高效的国产首台智能化多头联动高速激光落料,为先进汽车制造做出创新的尝试,使“无模”生产变为现实、为节材增效开辟了空间。

来源:亚威股份


发布时间 : 2021-07-23

完成50%!北京激光加速创新中心建设有序推进!

未来的先进光源是什么样的?能否通过质子放疗实现癌症的靶向治疗?

目前,研究这些问题的北京激光加速创新中心正在有序推进建设,已完成总工程量的50%,主体结构已完工,正在进行二次施工。

激光加速创新中心总建筑面积30000平米,拟建设世界技术最先进、功能最完整的激光加速技术及应用研发平台,包括激光质子加速应用研究平台、工艺支撑平台、激光质子放疗系统研发平台等6个平台,以及实验室专用机房、普通实验室机房、实验室配套设施、研发用房等配套设施,并购买和安装相关实验设备。

该项目建设共分为三个区域,A区为普通实验室,B区主要是激光实验室,C区放置提供氮气、真空等实验条件的设施。“考虑到B区激光实验对抗微震、防辐射的要求,B区的地面混凝土厚度达2-3米,墙体和顶板厚度最大可达1.5米。”该项目相关负责人说,“同时,B区的激光实验对温湿度、风速、洁净度等条件也都有一定要求,因此实验室还将配备控制系统,保障环境达到实验要求。”

项目建成后,将围绕激光驱动高能带电离子束的产生及其在聚变能源、空间辐射模拟、生物辐照和超快离子束应用等方面展开开拓性研究,促进激光加速器与能源、空间、生物以及材料等学科的交叉融合,在国家急需的大型医用质子放疗设备的关键技术方面取得突破。项目还将建设完善工艺支撑平台,为完成科学研究目标提供有力保障和支持,也为后续产学研一体化奠定基础。

来源:怀柔科学城HSC


发布时间 : 2021-07-20

安光所在LD侧面泵浦掺铒中红外激光器中实现了高功率的准连续激光输出

近期,安光所激光技术中心孙敦陆研究员课题组在高功率中红外掺铒固体激光器方面又取得了一系列研究进展:采用掺铒铝酸钇(Er:YAP)晶体作为固体激光增益介质,高功率半导体激光器(LD)阵列作为泵浦源,在自由运转和硅酸镓镧(LGS)电光调Q模式下实现了高功率、高效率的中红外准连续激光输出。相关成果已发表在Optics Express: 2021, 29(14): 21655-21663和Optical Engineering: 2021, 60(6): 066112上。

图1 LD侧面泵浦Er(Pr):YAP的激光实验装置图

高峰值功率、高重复频率的2.7~3 μm中红外激光在激光外科手术和光参量振荡器泵浦源等方面有着重要的应用。

图2 不同工作频率和泵浦脉冲宽度条件下,LD侧泵浦Er:YAP晶体的平均输出功率与泵浦功率的关系

该课题组采用凹端面的Er:YAP晶体元件来补偿激光运转过程中的热透镜效应,从而改善激光性能,并在250和1000 Hz的工作频率下分别获得了最大输出功率为26.75和13.18 W的中红外激光输出。据知,1000 Hz是到目前为止在LD侧面泵浦掺Er3+中红外激光器中实现的最高工作频率。

图3 在相同占空比条件下,LD侧面泵浦Er:YAP晶体的平均输出功率随泵浦功率的变化

此外,他们还研究了LD侧面泵浦和电光调Q条件下,铒镨共掺铝酸钇(Er,Pr:YAP)晶体的激光性能。在最高工作频率为150 Hz时,获得了单脉冲能量为20.5 mJ、脉冲宽度为61.4 ns、峰值功率为0.33 MW的调Q激光输出。

图4 Er,Pr:YAP晶体的调Q激光性能。

(a)单脉冲输出能量(动态和静态模式)和泵浦能量随工作频率的变化;

(b)调Q激光脉冲宽度和峰值功率随工作频率的变化;

(c)工作频率为150 Hz时,单脉冲输出能量和脉冲宽度随单脉冲泵浦能量的变化;

(d)工作频率为150 Hz时,示波器上显示的调Q脉冲波形图

该研究得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金、安徽省先进激光技术实验室青年基金等项目的资助。

文章来源:安徽光机所


发布时间 : 2021-07-15

瑞波光电与深圳大学共建研究生联合培养基地

2021年7月12日,深圳瑞波光电子有限公司与深圳大学达成战略合作框架协议,双方将共同建设研究生联合培养基地,主要方向包括:大功率半导体激光芯片、半导体激光芯片自动表征测试设备、缺陷自动检测等专业方向。深圳大学研究生院李国副院长、机电与控制工程学院曹广忠教授等出席了授牌仪式。瑞波光电总经理胡海博士、副总经理何晋国博士等4人也受聘为深圳大学的校外研究生导师。

深圳大学研究生院李国副院长(左)与深圳瑞波光电子有限公司总经理胡海博士(右)举行基地揭牌仪式

基地依托单位深圳瑞波光电子有限公司是由国内外技术专家共同创建的专业从事高端半导体激光器及表征测试设备研发和生产的国家高新技术企业,拥有从半导体激光芯片外延设计、材料、制造工艺,到芯片的封装、表征测试等全套核心技术,并依托完备的设计生产能力及雄厚的技术储备,可向市场提供高性能、高可靠性大功率半导体激光芯片,封装模块及系列表征测试设备,并可提供研发咨询服务。公司的芯片产品覆盖可见光到近红外波段,功率从瓦级到数百瓦级,主要用于工业加工、光通信、激光显示、医疗美容、科研等领域;表征测试设备包括芯片及模块综合性能测试设备、芯片&器件寿命/老化测试设备等。公司近三年主营业务收入呈逐年递增趋势,并于2018年完成赛富基金与深创投共同领投、北京协同创新京福投资基金跟投的6500万元A轮融资。

为满足产能需求,公司在龙华区大浪街道建设了6400m2的研发生产及办公场地,包括5000 m2的洁净室面积和1400 m2的研发办公面积,其中一楼为现代化的大功率半导体激光芯片研发生产车间,二楼为大功率半导体激光封装和测试车间,三楼为自动化半导体激光测试设备研发生产车间,四楼为办公区域。

公司近几年陆续承担了国家、省、市科研项目20多项,建设有高端半导体激光芯片研发中心,该研发中心于2019年被认定为“广东省大功率半导体激光芯片工程技术研究中心”,将新建设高等级测试企业研发实验室。2020年被评为“广东省专精特新中小企业”。

深圳大学研究生院李国副院长(右3)为瑞波光电4名高管颁发聘用证书

基地依托单位瑞波光电已进入高速发展期,对人才的需求极为迫切。通过人才的联合培养以及项目的联合开发,该研究生联合培养基地能够为深圳瑞波光电子有限公司提供本地高校的实验室与科研人员,培养企业急需的科研人才,同时减少企业项目研发的成本压力,实现优势资源共享,推动企业自主创新能力的发展,提高企业的科研实力。


该基地的建设还致力于提高半导体激光与先进制造方向的研究生实践能力,让研究生通过实践升华理论,在坚实的理论背景基础上,使其在学校阶段即可获得生产实践的社会经验,提高其未来的择业、就业能力。通过培养具备过硬专业技能的半导体激光与先进制造技术人才,为我国现代半导体激光与先进制造行业提供年轻的技术力量。

深圳大学研究生院李国副院长一行参观瑞波光电展厅


深圳大学研究生院李国副院长表示,目前深圳大学硕士一级学科点22个,博士点达到17个,由于近年研究生扩招以及新技术发展迅速,企业创新步伐加快,已有研究生教育资源已难以满足新时代发展速度、规模、品质的要求,在此背景下“新工科”研究生培养理念走向深入,专业研究生需要产学研结合才能适合社会的发展。通过本次研究生联合培养基地的建设,将大力创新深圳大学研究生教育体制和机制,有利于探索多种形式的校企合作、联合培养模式,促进高校与企业之间科教资源共享,充分利用双方资源,充分发挥双方优势,在培养高层次拔尖创新人才方面争取新的突破。


深圳瑞波光电子有限公司总经理胡海博士表示,瑞波光电自主生产的大功率半导体激光器芯片种类覆盖635nm-1700nm,同时瑞波也牵头和参与了国家、省、市多项科研项目,这类课题需要联合企业、大学、科研院所的共同努力,通过研究生联合培养基地的依托,双方的合作有助于帮助企业解决关键环节痛点问题,双方可以在科研项目的联合申报、企业内部的研发项目方面进行深入合作,吸收更多优秀的人才进入瑞波光电学习和工作,加入解决“卡脖子”技术的创新进程,对新的人才培养模式、新的教育教学质量、企业自主发展以及突破关键技术等均具有重要意义。

来源:瑞波光电


发布时间 : 2021-07-14

欧洲时报德文网刊文:中国将用激光撕裂真空

中国在激光技术领域取得了世界领先程度的进步。以“超强激光站(SEL)”、“非视距成像 (NLOS)”为代表的一系列新成果,将帮助人类得到对物质结构的新认识,并在工业和技术领域获得大量应用机会。欧洲时报德文网近日刊发德国知名驻京评论员、德国多家主流媒体驻京记者泽林(Frank Sieren)相关话题讨论专稿,全文现编译如下:

中国上海的一支研究团队宣布,他们在激光技术领域取得了突破:这个由中国科学院上海光学精密机械研究所负责的名为“超强激光站(SEL)”的项目,已经奠定了到2023年用高功率激光器输出100拍瓦功率的基础(1拍瓦等于1000兆瓦)。这种脉冲将比全球电网的发电总和强10000倍,相当于10个太阳到地球的辐射功率汇聚在1根头发丝上。目前该激光器输出的最大功率是10拍瓦,但是是通过多条光束实现的。

这种量级的能量输入很容易损坏激光器的光学部件,比如晶体、透镜和反射镜。为了解决这个问题,科学家们会将输入光束先进行色散,使不同颜色光束各自的功率降低到硬件可以承受的程度。不过到最后,这些光束必须再次被压缩成单一光束,而这种压缩多年以来一直是欧洲、俄罗斯和美国研究人员在努力攻克的主要障碍。

▲图源:163.com

参与SEL项目的科学家刘军(音译)解释称:“当输入这个量级的能量时,压缩机会立即燃烧起来。”在今年5月于《光学快讯》(Optics Express)杂志上发表的19页论文中,该团队提出了一种新的高功率激光器设计方案,建议将压缩过程步骤分解,从而将能源强度降低到对压缩机而言安全的水平。

该研究项目耗资约1亿美元,最初计划使用4束激光束实现所需的输出功率。然而有了新技术后,1束光束就足够了。刘军表示:“光束越少,设备就越简单。设备越简单,制造和操作就越容易。”这将显著提高激光脉冲的质量和稳定性,该设备应将在2023年至2025年之间投入运行。

SEL项目于2018年成立,旨在为深入探索尚未完全破译的物理现象提供可能性,比如时空的本质。据说SEL激光器的威力足以直接从太空真空中催生出物质和反物质,人们可以由此在地球上的实验室中了解宇宙诞生的过程。

真空从来都不是真的“空”:它充满了成对的电子和正电子,亦即物质和反物质的粒子。然而它们一旦碰撞,就会相互湮灭。但根据研究人员的报告,激光可以干预这一过程,在物质和反物质粒子碰撞之前将它们分开,从而使粒子和反粒子“凭空出现”,这种现象被称为“打破真空”。这将会成为令人印象深刻的、物质和能量可以互相转换的证据,正如爱因斯坦著名的E = mc^2方程所阐释的那样。

除了探索新知识之外,激光还可以投入实际应用,例如在核聚变能领域。核武器的存在已经证明物质可以被转化为大量的热和光,但反过来,将热和光转化为物质要困难得多。如果这方面能取得成功,一个新的物理学分支,即所谓的“核光子学”,可能会在极短时间内从起步阶段发展起来。

中国科学家们也在激光技术的其他领域取得了根本性的进展。今年3月,中科大的一组研究人员宣布,他们已经开发出一种激光技术,可用于识别1公里以外的隐藏物体。在这一被称为“非视距成像(NLOS)”的过程中,激光从周围物体散射到隐藏物体上,随后可通过数据和算法重建该物体的3D模型。这使得检测视野外、角落或障碍物后面的物体成为可能。

中国科学家团队能够在上海的一所大学校园里隔着1.43 公里辨认出一个隐藏的人体模型。在此以前,非视距成像的成功距离只是米级,因为光在长距离传播时受到的环境杂散光和空气颗粒物影响更大,这反过来又会给传感器带来混淆。现在,这些研究人员的装置还能够区分相距仅 9.4 厘米的不同物体,或者使用两个额外的传感器实时检测移动的隐藏物体。

研究人员之一吴成(音译)接受中国《南华早报》采访时表示,非视距成像可以帮助自动驾驶汽车识别建筑物后面的车辆和行人。该技术还可用于警察工作,例如在曲折的住宅区中定位人质。


发布时间 : 2021-07-13

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