據(jù)《激光焦點(diǎn)世界》雜志報(bào)道，全球有20多家公司活躍在超短脈沖(ultrashort pulse，USP)激光器領(lǐng)域研發(fā)。其中大多數(shù)來自歐洲和美國的公司，剩下還有一些來自中國?，F(xiàn)在，又有了一個(gè)全新、潛在的強(qiáng)大日本競爭者——日本濱松光電公司（Hamamatsu Photonics）。這家公司正在尋求歐洲的支持，以擴(kuò)大其激光相關(guān)產(chǎn)品線業(yè)務(wù)，這主要得力于——該公司開發(fā)了“能夠以最高精度加工任何材料 ”的工業(yè)激光技術(shù)。

這一聲明是由該日本公司和德國弗勞恩霍夫（Fraunhofer-Gesellschaft）激光技術(shù)研究所提出的，他們宣布在德國亞琛建立一個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，利用日本濱松光電公司的新型高功率空間光調(diào)制器(SLM)開發(fā)超短脈沖(USP)激光器的應(yīng)用。

在德國亞琛建立這個(gè)實(shí)驗(yàn)室之前，雙方就該技術(shù)進(jìn)行了前期準(zhǔn)備工作，并于6月24日宣布濱松光電公司收購了丹麥激光器制造商N(yùn)KT光電公司，該公司擁有 "獨(dú)特的光子晶體光纖生產(chǎn)技術(shù)，可用于USP激光放大和光纖傳輸"。在監(jiān)管部門批準(zhǔn)之前，該交易預(yù)計(jì)于2023年3月底前完成。

什么是超短脈沖激光加工技術(shù)？未來會對哪些領(lǐng)域產(chǎn)生變革？

超短脈沖激光器——是一種超精密和微型化精度的加工元器件，其通過發(fā)射超短脈沖激光來處理零件的表面和切割加工。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于航空航天、電子元器件、生物醫(yī)療、太陽能、半導(dǎo)體、機(jī)械微型器件等領(lǐng)域。

現(xiàn)階段工業(yè)常規(guī)激光加工通常為納秒激光，超短脈沖激光（皮秒和飛秒激光）屬于近十年來飛速發(fā)展的下一代激光加工技術(shù)，這主要得益于其在微結(jié)構(gòu)加工方面具有超快加工和最高精度的優(yōu)點(diǎn)。

目前超短脈沖激光技術(shù)（USP）已有的優(yōu)勢和應(yīng)用為：

1、超短密集激光光束可選擇性地蒸發(fā)其所接觸到的材料，這可以使該技術(shù)加工極其精確的結(jié)構(gòu)和零距離邊緣切割。這可應(yīng)用在模具、器件和汽車精密零配件中，可利用USP技術(shù)處理超高精度的拋光清洗工作?？梢栽诓粨p害零件本身的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)二次加工高精表面達(dá)到高附加值。例如，半導(dǎo)體硅表面的微米級結(jié)構(gòu)加工，可以大幅提升太陽能電池板的效率；

2、USP技術(shù)使材料表面環(huán)境的溫度負(fù)荷最小化。這是由于USF激光技術(shù)與材料超短的接觸時(shí)間，導(dǎo)致材料在熱量還未傳遞到周圍就已被燒蝕，通?？梢员环Q為“冷加工”。這可應(yīng)用這允許加工微米級薄片和熱敏材料。

3、在許多情況下，USP激光器加工的表面結(jié)構(gòu)可取代涂層，同時(shí)使透明材料也能吸收高強(qiáng)度的光脈沖。例如加工光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的玻璃透鏡，以此提高光潔度、透射率和像素，并且可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)化學(xué)鍍膜鍍層工藝。

5、提高外科手術(shù)的精確度。例如，在眼科手術(shù)中，可大幅降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。在去除紋身中，USP激光在破壞皮膚中的墨水顆粒時(shí)，對周圍組織造成最小的傷害。在第三代可降解心臟支架（BRS）中，可達(dá)到與所需要求高精度一致性和無毛刺的完美植入。

6、在科學(xué)和計(jì)量學(xué)中，USP激光器可以通過超快光譜學(xué)、多光子顯微鏡或光學(xué)相干層析成像來觀察、記錄和影響超快過程。

日本濱松光電公司是什么來頭？為何能成為激光加工巨頭?濱松光電公司總部位于日本靜岡縣，該公司最知名的項(xiàng)目可能是與諾貝爾獎得主小柴正敏合作的科研成果——在岐阜縣建造了神岡中微子探測器。除了在全球光電倍增管（用于檢測中微子，以及其他眾多應(yīng)用）市場上幾乎完全占據(jù)主導(dǎo)地位外，濱松光電公司還是激光二極管、光學(xué)傳感器和組件、光和輻射源、特種相機(jī)和其他成像和測量儀器的領(lǐng)先生產(chǎn)商。其產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)用于醫(yī)療診斷、半導(dǎo)體檢測和晶圓切片、無損檢測和工廠自動化、高能物理、食品檢驗(yàn)、水質(zhì)分析和其他應(yīng)用，包括通過NKT光電公司和弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所獲得的產(chǎn)品。這個(gè)位于德國亞琛的合同研究機(jī)構(gòu)，與來自汽車、飛機(jī)、機(jī)械和電氣工程、醫(yī)療、光學(xué)和其他行業(yè)(包括激光制造和測量初創(chuàng)企業(yè))的客戶一起開發(fā)新的生產(chǎn)工藝和組件。它是弗勞恩霍夫公司運(yùn)營的76所研究所和研究機(jī)構(gòu)之一，擁有近500名員工，并產(chǎn)生了超過40家子公司。根據(jù)其網(wǎng)站顯示，該研究所擁有廣泛的先進(jìn)技術(shù)的專業(yè)知識，包括激光器、光學(xué)系統(tǒng)、量子技術(shù)、激光測量技術(shù)、增材制造、表面技術(shù)、切割、數(shù)字化、EUV（極紫外）和等離子技術(shù)以及醫(yī)療技術(shù)。總部位于德國慕尼黑的弗勞恩霍夫（Fraunhofer-Gesellschaft）公司將自己標(biāo)榜為“世界領(lǐng)先的應(yīng)用研究組織”。它幾乎在全球范圍內(nèi)運(yùn)作，由9個(gè)組組成：能源和氣候、健康、信息和通信、創(chuàng)新、光和表面、材料和組件、微電子、生產(chǎn)、資源技術(shù)和生物經(jīng)濟(jì)。其目標(biāo)是優(yōu)先考慮 "與未來有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)"，并將其研究結(jié)果在商業(yè)和工業(yè)中商業(yè)化。該公司大約有3萬名員工，其中大部分是科學(xué)家和工程師。來自日本濱松光電和德國弗勞恩霍夫公司的專家已經(jīng)開發(fā)出 "一種工業(yè)加工的SLMs——其可使用定制的動態(tài)光束整形，并與大激光平均輸出功率相結(jié)合——這是一種用途極為廣泛的商業(yè)化產(chǎn)品。"他們表示："SLMs特別適合開發(fā)使用USP激光輻射的制造工藝，因?yàn)楣馐匦钥梢院苋菀椎卣{(diào)整和定制。"

什么是空間光調(diào)制器？可以用在哪些尖端科技領(lǐng)域? 正如德國光子學(xué)Holoeye公司所解釋的：空間光調(diào)制器是在空間和時(shí)間上調(diào)制光波的振幅、相位或偏振的設(shè)備。它們被用于顯示、全息攝影、激光光束整形、激光脈沖調(diào)制、光學(xué)計(jì)量和其他應(yīng)用，包括激光材料加工。采用USP激光器的工藝包括微加工、燒蝕、表面處理、切割、劃線和鉆孔。它們特別適用于加工脆性或易碎的高精密材料——例如精確切割薄玻璃。濱松光電公司在日本政府科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng)新委員會領(lǐng)導(dǎo)的跨部戰(zhàn)略創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃下，獲得了新實(shí)驗(yàn)室的資金。該項(xiàng)目通過產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府的跨界合作，促進(jìn)從基礎(chǔ)研究到工業(yè)應(yīng)用的跨學(xué)科研發(fā)。關(guān)于已被收購的丹麥NKT光電公司，其產(chǎn)品包括：超連續(xù)白光激光器，用作顯微鏡和半導(dǎo)體檢測的光源。單頻光纖激光器，用于在量子計(jì)算、傳感和其他應(yīng)用中形成離子和原子冷阱。超快光纖激光器，現(xiàn)在被用作眼科的手術(shù)激光器，預(yù)計(jì)將被用于半導(dǎo)體晶圓切割和高精度工業(yè)加工。這些產(chǎn)品是對日本濱松光電公司現(xiàn)有產(chǎn)品系列的補(bǔ)充。預(yù)計(jì)將有大量的新產(chǎn)品開發(fā)和營銷協(xié)同效應(yīng)。據(jù)報(bào)道，NKT光電公司的管理層、員工、設(shè)施和品牌將被保留。這家丹麥公司在經(jīng)歷了兩年的虧損和去年3月出售其非核心傳感業(yè)務(wù)后，期待著作為濱松光電公司的全資子公司在健全的財(cái)政支持下繼續(xù)運(yùn)營。2.05億歐元的收購價(jià)格（按當(dāng)前匯率計(jì)算為14.2億人民幣）很容易被濱松光電公司6月底資產(chǎn)負(fù)債表上的7.75億歐元（191.6億人民幣）的凈現(xiàn)金所覆蓋。丹麥NKT光電公司目前的年銷售額約為7000萬歐元（約4.8億人民幣）。這相當(dāng)于日本濱松光電公司總合并銷售額的5%，以及其工業(yè)儀器銷售額的15%。同時(shí)，在對中國正在努力接管全球制造業(yè)之前，我們應(yīng)該考慮這家日本公司的所有相關(guān)技術(shù)動態(tài)。(撰寫：GolevkaTech)