蓝光波长位于400~500nm波段，该波段光的最大特点之一是容易被铜等高反金属材料吸收。铜等高反金属对蓝光的吸收率，是常见的红外激光的5-10倍。这一特性，能够实现更高的高反金属加工质量和加工效率，导致市场对蓝光激光器的需求急速增长。

蓝光需求增长背后的主要驱动力

(资料图片)

毫无疑问，蓝光需求增长背后最大的驱动力，来自于锂电池制造领域。

在节能、环保、可持续发展的大趋势下，以电动汽车为主的新能源车正在逐渐取代燃油车。新能源汽车已然是一股不可阻挡的市场新势力。2023年初工信部的数据显示，2022年我国新能源汽车持续爆发式增长，连续8年保持全球第一，市场渗透率再创历史新高。今年7月初，中国生产的第2000万辆新能源车已在广州下线！中国有望成为全球首个跨入新能源汽车年销量达千万辆时代的国家。

电动车产销量的持续增长，带动了锂电池市场的快速增长。我国动力电池产业继续领跑全球，70%的动力电池都是中国制造。

而在锂电池的制造中，很多环节都涉及到铜、铝等高反金属材料的焊接，如极耳焊接、方形电池外壳焊接；其中最常用的方形电池，是采用激光焊接部位最多的电池类型。相比于常见的红外光，蓝光焊接能够实现无飞溅、无气孔、焊缝一致性好的焊接结果，这使得市场对蓝光的需求空前高涨。

除了工业应用这一巨大驱动力外，蓝光激光还可用于医疗、水下探测、照明、显示等领域，这些领域显露出的需求，也在一定程度上促进了蓝光激光技术的发展。

蓝光激光器的核心技术

蓝光激光器中最核心的技术是蓝光单管芯片。

蓝光半导体芯片通常基于InGaN/AlGaN/GaN等材料，经过外延生长、流片工艺、腔面处理、封装等工艺，形成可用的单管产品。

目前，商用蓝光单管的功率水平为5W，实验室中能达到大约10W的水平。能够提供蓝光单管芯片的厂商并不多，虽然国内也有一些厂商在专攻此领域，但是目前处于主导地位的仍然是几家德国、日本企业，德国ams OSRAM就是其中之一。

在2023慕尼黑上海光博会上，《激光世界》杂志有幸采访到了ams OSRAM系统方案工程部门高级经理夏洁女士。她表示，目前ams OSRAM拥有从激光芯片制造到封装的完整生产线，目前提供的商用蓝光单管的最高输出功率为5W。ams OSRAM拥有精湛的工艺加工能力，能够生产出性能稳定的蓝光单管产品，这也是ams OSRAM在蓝光激光器芯片领域能够占据主导地位的核心优势之一。

蓝光应用不断拓展

谈到蓝光的应用，夏洁表示，蓝光单管5W的功率水平并不足以满足工业加工对更高功率的需求，因此会将更多单管产品组合在一起，经过光学合束等处理后，以实现功率更高的可用于工业加工的蓝光光源。

从半导体行业来看，其复杂性非常高，这与光子学行业面临的挑战非常相似。与光子学行业非常相像，半导体行业继续在研发方面上投入巨资。事实上，2021年，半导体行业的研发支出高达710亿美元，在世界所有行业的研发投入方面，排名第二。

TO90产品

Blue COSA产品

在本次展会上，ams OSRAM展示了基于蓝激光芯片组装30W，100W蓝光激光器的模组样品，它即是将多个单管芯片组合，通过光纤耦合输出，实现了≥30W, 100W的功率输出，并实现了高亮度和高功率密度，可以用于精密的加工任务。

蓝光作为某些微创手术的光源，在手术创面、减少疤痕和患者痛苦方面，将开创出新的创新。据悉，目前已经有一些机构在开展蓝光医疗应用方面的深入研究和探讨，ams OSRAM为他们提供蓝光光源。

据报道，2011年11月，西安交通大学第一附属医院对外宣布了世界首台输出功率200W的蓝激光手术设备，该设备在尿道膀胱肿瘤激光剜除术中，用于的肿瘤整块剜除。

ams OSRAM还展示了基于蓝激光芯片组装的激光雕刻模组，模组可提供20W、30W、40W、50W的输出功率，输出光斑大小50μm×70μm ~ 80μm×110μm，焦距在20~50mm之间可选。该蓝光模组可用于家用DIY雕刻机，适用于雕刻金属、木材、纸张、皮革、塑料等多种材料；还可以切割厚度小于5mm的木材、纸张和皮革。当光斑尺寸为50μm×70μm、功率为40W时，可以在厚度1cm的黄铜表面实现高精度雕刻；50mm焦距时，即可雕刻金属，也能切割木材。

对于要求更高功率的工业加工应用蓝光激光器，输出波长445nm适用于铜、金等金属材料的焊接、熔覆和增材制造应用。也可以将多个蓝光激光器叠加组合在一起，实现功率达千瓦甚至更高的蓝光模组产品，这对于当下最大的应用领域——锂电池制造中的各种铜、铝等高反材料焊接环节而言，能够在保证加工质量的同时，实现更高的加工效率。

除了铜等高反材料的焊接应用外，铜材的激光熔覆和增材制造，也是蓝光的一个重要应用领域。

未来趋势

从未来的市场应用需求来看，用于新能源车锂电池制造中的铜等有色金属材料的焊接，依然是蓝光激光器的主要应用领域之一。锂电池中的极耳、汇流排、顶盖、模组等众多焊接环节，对密封性、美观性、焊接效率等指标的高要求，将促使蓝光激光器向着更高的功率、更好的光束质量方向发展。这将在技术层面进一步促使业界致力于更高功率的蓝光单管产品，据夏洁透露，ams OSRAM已经在开发功率更高的商用蓝光单管。

除了提升蓝光单管的功率，将单管阵列组合在一起，通过合束方式，能够实现千瓦级功率，目前产业界已经有报道功率高达4kW的蓝光产品，并且做到了很好的光束质量。因此，在市场需求的驱动下，蓝光合束技术将会取得更多新的突破。

更高功率、更高的亮度蓝光光源，将为当下主流的锂电制造在加工质量和效率方面，迈上一个新的台阶。而更高性能的蓝光光源的出现，也将在工业加工之外更广泛的领域，开拓出更多新兴应用，例如将蓝激光与红光、绿光三色合成，形成激光白光照明，实现更鲜艳、更亮、能效更高的显示颜色，可用于电视屏幕上。

以上文章来源于ACT激光世界，作者Rossie

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