軟件定義激光，認知賦能制造——深陷內(nèi)卷的激光賽道“另一種可能”

穿越半個世紀，激光作為制造業(yè)的重要能量源泉，在工業(yè)生產(chǎn)和技術(shù)研究中實現(xiàn)了充分的滲透，并深刻改變了制造業(yè)的面貌。然而，隨著激光對等離子加工、機械加工等傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的替代走入了“深水區(qū)”，激光行業(yè)開始逐漸陷入內(nèi)卷的窘境，簡單的激光迭代已經(jīng)難以吸引人們的眼球。應(yīng)用側(cè)正迫切渴求著具備顛覆性的激光“解決方案”，而研發(fā)側(cè)卻并不能根據(jù)需求帶來及時的反饋。

在筆者看來，追求更適合的激光的加工功率、光束質(zhì)量、脈沖頻率固然重要，激光易于導(dǎo)向、聚焦和發(fā)散的本質(zhì)卻鮮少被人觸及。激光作為一種靈活多樣，易于控制的生產(chǎn)利器，應(yīng)當打破固有的“思維定式”，借助高度靈活的智能控制激光器，實現(xiàn)“一束激光，多種用途”，從而突破激光行業(yè)“內(nèi)卷”的壁壘。

認知光子（北京）激光科技有限公司，正是這樣一家掌握“全矢量光場調(diào)控光纖激光”和“認知智能控制”兩大核心能力的技術(shù)型企業(yè)。正如企業(yè)名稱所述，認知光子旨在重新定義和挖掘激光的內(nèi)生特質(zhì)，幫助從業(yè)者重新認知激光的魔力，并為制造業(yè)指明一條切實可行的未來方向。

馭光而行 直指行業(yè)痼疾

創(chuàng)始團隊在高能激光器領(lǐng)域擁有近二十年的從業(yè)經(jīng)驗，如今創(chuàng)立認知光子這家初創(chuàng)企業(yè)，并為之賦予了獨具慧眼，不拘一格的科研基因。企業(yè)精心研發(fā)的軟件定義型激光器SDL－10000－CW一經(jīng)問世，就成功突破了多項行業(yè)固有難題——

SDL－10000－CW產(chǎn)品外觀圖

軟件定義激光器SDL－10000－CW，是認知光子針對激光焊接的痛點難點，推出的一款劃時代焊接激光器產(chǎn)品。它基于全光纖全矢量光場調(diào)控顛覆性技術(shù)，內(nèi)置了偏振、振幅、延時、相位等參數(shù)的全光纖精確調(diào)控器件，可實現(xiàn)高功率渦旋光束和矢量光束，且不同光束之間可以實現(xiàn)快速切換。

就常規(guī)工業(yè)激光器而言，通常只具備高功率屬性；同時具備高功率和高光束質(zhì)量特性的激光器，在市面上已屬鳳毛麟角；而SDL－10000－CW單纖激光輸出功率為10kw，光束質(zhì)量為1．2倍衍射極限，光束整形速率為10MHz，兼具“高功率”“高光束質(zhì)量”“高動態(tài)光束整形速率”的“三高”屬性，這一點在國際上有著不可替代的首創(chuàng)性，具備空前的應(yīng)用潛力。

基于SDL－10000－CW的“三高”屬性，特別是其光束整形速率高于其他激光器4個數(shù)量級，能夠有效針對10mm以上的鋼材、鋁合金和壓鑄鋁件的焊接難題，為缺乏新增長點的焊接市場帶來一針久違的“興奮劑”。同時，SDL－10000－CW用于定向能裝備可將毀傷效能提高4到5倍，為激光武器設(shè)計等提供了強悍的原生動力。

除此之外，SDL－10000－CW軟件定義激光器具有柔性設(shè)計的潛能，該產(chǎn)品輸出的光斑形貌及時序可根據(jù)用戶需求在軟件上定義，實現(xiàn)任意激光形貌和時序的輸出，實現(xiàn)了焊接激光的光斑形貌可定義、可排序、可切換，焦點可掃描，是激光材料智能加工、新一代激光定向能領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)光源。

激光光束成型軟件定義界面

應(yīng)用廣泛 引領(lǐng)技術(shù)坦途

SDL－10000－CW作為一款獨辟蹊徑的工業(yè)激光器，以“三高屬性兼具”和“用戶自由定義”為切入點，開辟了嶄新的激光技術(shù)通道和設(shè)計方向，就應(yīng)用而言，具備寬廣的想象空間。

從應(yīng)用端而言，該激光器精準命中了金屬材料的焊接盲點，實現(xiàn)了焊接加工時間和效率的優(yōu)化。例如，高反／高熱強度及高熔點材料焊接過程，長期受到焊接設(shè)備損傷和機械熱效應(yīng)的困擾，致使應(yīng)用受限。而該激光器通過全參數(shù)精確調(diào)控實現(xiàn)高自由度，可實時改變光束形狀、光斑焦點等參數(shù)，不僅有助于解決高反／高熱強度及高熔點材料加工難題，還可以用于不同厚度／不同材質(zhì)金屬的疊焊、對焊、T形焊等異質(zhì)異構(gòu)焊接；10－20mm高強結(jié)構(gòu)鋼、10mm以內(nèi)鋁／銅合金等厚金屬焊接；鋰電池電極材料、燃料電池的雙極板等極薄材料的高速焊接。

同時，基于該激光器具備的高速動態(tài)光束整形能力，功率、光束質(zhì)量、光斑形貌閉環(huán)管理能力，激光器內(nèi)置光場調(diào)控能力和誤差兼容能力，適用于激光切割／焊接／增材制造多功能一體化激光工作站，包括增材／減材制造一體化集成設(shè)備，切割焊接一體化汽車產(chǎn)線，工業(yè)4．0柔性產(chǎn)線示范工程，激光材料加工科研教學實驗室，光場調(diào)控激光材料加工研發(fā)中心等。

由于其擁有高譜亮度，內(nèi)置光場調(diào)控器件，不需要光軸指向調(diào)節(jié)機構(gòu)和子孔徑光束整形器件就可實現(xiàn)高效率相控陣相干合成，能夠滿足高能激光相控陣／相干合成／光譜合成及相關(guān)應(yīng)用，特別是相干合成高能激光器，光譜合成高能激光器，相干／光譜混合合成高能激光器，高能相控陣激光器，可應(yīng)用于位置鎖定等陣列化應(yīng)用及光譜譜線研究等。

除此之外，SDL－10000－CW還兼具激光定向能／傳能系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用，如航空航天和軍事領(lǐng)域，包括激光C－UAV，C－RAM，相干激光雷達，空對地激光通信，遠程激光傳能輸電等。

總之，SDL－10000－CW的應(yīng)用側(cè)有著豐富的拓展能力待用戶自行發(fā)揮，是激光行業(yè)突破內(nèi)卷的希望所在。

模塊完善 深度賦能用戶

除此之外，認知光子還研發(fā)了四款針對新一代相干合成激光器和高能激光相控陣系統(tǒng)的定制化激光模塊和組件，涵蓋從激光種子源到光纖放大器陣列、調(diào)制器陣列、陣列參數(shù)控制器等。

相位調(diào)制展寬種子激光／分束器NLFA32－S06W

單頻／窄線寬保偏光纖放大器陣到NLFA04－S20W

激光延時／相位調(diào)制器陣列DPC－12

激光陣到延時／相位／偏振／光軸控制器MC－CU－24

上述配套器件，可以精準匹配用戶需求，在短時間內(nèi)構(gòu)建自己的相干合成和激光相控陣系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上開展動態(tài)整形激光材料加工、“目標在回路”全程光束控制、到靶相干合成、無散斑激光相干成像、高效率高可靠性激光傳能、大帶寬低誤碼率自由空間激光通信等下一代智能激光系統(tǒng)的研制。

小結(jié)

從中厚板激光焊接，延伸至其他更為復(fù)雜的高端激光工藝應(yīng)用，激光行業(yè)正在經(jīng)歷深刻的產(chǎn)業(yè)變革。在傳統(tǒng)制造智能化轉(zhuǎn)型加速、新質(zhì)生產(chǎn)力培育的背景下，激光行業(yè)逐步由“功率至上”向“智能為先”過渡，鎖定單一目的的激光設(shè)備從成本和功能而言，已經(jīng)愈加難以完成用戶的定制化需求。認知光子致力于把激光的“自由度”重新賦予用戶，將為行業(yè)帶來全新的“認知革命”。

審核編輯 黃宇