摘要：从半导体制造到医疗设备制造和航空航天工程，超快激光可对金属、陶瓷、聚合物和生物组织等多种材料进行高精度加工。超快激光能够对材料进行切割、钻孔、烧蚀和细微结构化处理，是先进工程和研究领域的理想之选。

超快激光能产生极短的光脉冲，持续时间通常不到一纳秒。这些激光系统能以非凡的精度提供巨大的峰值功率，从而实现微观甚至分子层面的复杂改性。

与传统激光器不同的是，它们能够通过非热机制与材料相互作用，从而在不对周围环境造成破坏的情况下实现可控的改变。

激光切割不锈钢钢网的微距特写镜头，用于在表面安装电子元件的印刷电路板上涂抹焊膏

从半导体制造到医疗设备制造和航空航天工程，超快激光可对金属、陶瓷、聚合物和生物组织等多种材料进行高精度加工。超快激光能够对材料进行切割、钻孔、烧蚀和细微结构化处理，是先进工程和研究领域的理想之选。

在材料加工和半导体行业需求增长的推动下，这些激光器的市场正在不断增长。它们在汽车、消费电子、通信技术和医疗保健领域也很常见，这些领域的复杂部件需要微观制造能力。半导体制造商使用超快激光器，进行光掩膜修复以及复杂的切片和切割操作。

在Electro Optics最近主办的一次网络广播中，代表MKS Spectra-Physics、Midel Photonics和弗劳恩霍夫激光技术研究所的行业专家小组汇聚一堂，讨论了超快激光技术不断发展的前景、趋势、挑战和机遇，以及其对全球各行业微机械加工的影响。

激光发展：下一步在哪里？

小组讨论从回顾激光的发展历程开始。MKS Spectra-Physics欧洲、中东和非洲地区销售副总裁Markus Ruetering解释了技术如何从毫秒激光发展到纳秒激光，以及对皮秒和飞秒技术的日益关注。

Markus Ruetering

他说：“人们希望激光器的价格更便宜，激光器的功率更大，还希望激光器有各种不同的波长，脉冲长度有时可以适应或改变。另外，业界对较短波长的激光器产生了浓厚的兴趣，例如深紫外（DUV）和紫外（UV）激光器。这也是Spectra-Physics投入大量精力的地方，以提高某些波长的单位脉冲能量和功率，越来越多的产品转向紫外线。

弗劳恩霍夫激光技术研究所表面技术部负责人Christian Vedder对此表示赞同：在机械工程领域，我们始终关注更快、更便宜、更好。我认为即将出现的高功率超短脉冲激光技术非常好。因此，我们知道超短脉冲激光器可以进行非常精确的控制。

Christian Vedder

但超短脉冲激光烧蚀的本质是只去除一小部分，这就是精度的来源。现在这种技术可以实现非常精确的材料去除控制，但加工速度仍旧很慢，我们需要更快的速度。因此，我们需要更高功率的超短脉冲激光器和快速偏转光束系统、多光束系统等，以便在未来利用这种功率。

Midel Photonics公司团队成员，David Dung居中

Midel Photonics公司联合创始人兼总经理David Dung补充说：我完全同意这一观点。作为一家仍相当年轻的公司，我们看到的是，激光束整形市场正在发生革命性的变化，其趋势是向紫外和紫外光发展。因此，激光的强度越来越高。在这方面，我们收到了许多请求，希望将这种激光器用于某些应用，例如提高生产率。

超快激光：下一个主导技术？

与会专家强调，激光技术领域并不是要找到一种单一的主导解决方案，而是要针对特定应用开发多样化的技术生态系统。在回答超快激光是否会成为激光领域的主导技术这一问题时，Ruetering说：简而言之是不会。我的意思是，讨论哪种激光器适用于哪种技术的应用。新技术层出不穷。

Dung对这一观点表示支持：“我完全同意大功率多关键字激光器和超短脉冲激光器，在不同的领域发挥作用。我的感觉是，未来有更多新的细分领域可以解决，在涉及到真正的大规模印刷和表面结构时，短脉冲激光器可以发挥作用，甚至是一些我们今天还没有看到激光器的领域。”

半导体激光器和光纤激光器技术的进步有助于在不牺牲性能的前提下，提供结构紧凑、成本较低的系统。这使得超快激光技术可以应用于更广泛的领域。除了一些老牌企业外，还有一些初创企业在推动这一增长，而该行业的一系列收购和兼并也将推动该行业的发展和创新。

预计未来几年该市场将继续快速增长，复合年增长率为10%-15%，具体取决于地区和应用领域。预计到2020年代末（2029年），市场价值将超过数十亿美元。北美和欧洲在市场上处于领先地位，但随着工业和科学界对超快激光器需求的增长，亚太地区，尤其是中国，正日益成为市场的主要参与者。

微加工的重点领域

在谈到微机械加工时，Ruetering强调了制造工艺不断微型化和激光技术精度不断提高的重要性。越来越小，越来越微。我们需要更小的曲线、更小的钻孔、功能化、表面切割、减薄、烧蚀。所有这些都是典型的应用。

多年前，我了解到的微机械加工的第一个主要应用是柴油喷嘴钻孔。但现在的应用范围太广了，很难说什么才是微机械加工的重点，而且我们也不要忘了那些不一定是微机械加工，但也使用超短、超高速加工的应用。

Dung同意微型化的重要性，并补充说：现在，说到质量和生产率，在工件上正确分布激光强度分布变得越来越关键。超快激光器的开发与量子技术研究密切相关，尤其是在量子计算、传感和密码学等领域。激光脉冲正被用于操纵和控制量子态，而超快激光器的创新则有助于解锁更加稳定和可扩展的量子系统。

尽管由于技术进步，超快激光器的价格不断降低，但与传统激光系统相比，超快激光器仍然相对昂贵，这可能会限制其在预算较低的应用中的广泛采用。超快激光系统的设计、运行和维护在技术上要求仍然很高，对于某些应用，如工业材料加工或现场诊断，需要超快激光系统在恶劣的环境中可靠运行，这也是一项技术挑战。

来自：荣格

长三角G60激光联盟陈长军转载

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来源：江苏激光联盟