能效与功率创新高——欧司朗红外激光器联合项目取得突破进展

近年来，红外光应用大量涌现，红外LED和VCSEL用作智能手机人脸识别光源，更是成为热门话题。其实，很早之前，红外激光器早就广泛应用在许多领域。作为世界领先的光学半导体公司，欧司朗光电半导体多年来一直致力于专业应用领域的高功率激光器，例如在汽车工业中使用高功率激光焊接机器进行金属加工等。

从医疗技术到汽车制造，先进的激光技术越来越成为各个行业不可缺少的组成部分。欧司朗光电半导体携手Laserline、Heraeus、Fraunhofer ILT、fiberware和Welser Profile等合作伙伴，共同完成了EffiLAS联合项目EKOLAS的多项任务，其主要目的是开发具有卓越输出能力的高效红外激光器，并在工业材料加工中成功应用。一直以来，德国EffiLAS协会（高效高功率激光光源协会）致力于巩固与提升德国在光子学领域的领先技术和经济地位。在激光光源领域，EffiLAS致力于进一步优化各项相关技术参数，比如和性能，能量效率等。

十年前，最好的激光棒功率为200瓦，效率可以达到63％。五年后，输出功率达250瓦、效率不低于60％，当时，这已经被认为是技术所能达到的极限，因为转换效率和冷却技术限制了激光器的输出功率。

经过开放合作与摸索创新，2020年2月，欧司朗光电半导体与合作伙伴在EKOLAS项目中，共同研发新型红外激光器，取得突破性进展，实现激光棒最大输出功率高达400瓦。在输出功率为300瓦、波长为1000和1020纳米时，该激光器创下了70％效率的新记录。

项目的成功，得益于从EffiLAS其他项目中所获得的宝贵经验，包括对材料科学的理解、在外延领域的模拟实验，以及在芯片和腔面技术方面的基本专业知识。欧司朗光电半导体EKOLAS项目经理Sebastian Hein表示： “在这个项目中，我们实现了所有预设的目标，有些成果甚至超出了预期。成功的关键是我们开发了模拟激光电光特性的创新软件工具，这些软件将热分布、与温度相关的材料特性，以及与模态相关的波在谐振器中的传播都纳入了分析。这些工具大大加速和简化了必要的测试运行，对项目的结果做出了根本性的贡献。”

从模拟实验中获得的新经验，同样可以用于波长为800 － 1060nm范围内的其他产品系列上。这些成果，不仅为产品开发带来更大优势，同时也促进了德国乃至欧洲地区供应链的持续发展。

EKOLAS研究项目取得突破性成果，使激光器能源效率和输出功率显著提高。

图片来源：Fraunhofer ILT

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