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激光主要有四大特性，分別為高亮度、方向性好、單色性好、高相干性。這些特性彼此關(guān)聯(lián)，使得激光能夠適用于不同的場(chǎng)景。

激光的高亮度是區(qū)別于普通光源的重要特征，而提高功率和亮度也是激光器發(fā)展的永恒課題。何為高亮度，用技術(shù)語(yǔ)言表達(dá)就是描述光束質(zhì)量的指標(biāo)M2越接近于1。

近年來(lái)，隨著技術(shù)的提升，國(guó)產(chǎn)光纖激光器已逐步突破功率的限制，從12KW，到20KW，目前市面上最高已推出功率為30KW的光纖激光器，下一步就是50KW。大家關(guān)注和比拼的也是誰(shuí)的激光器輸出功率更大，卻忽略了誰(shuí)的光束質(zhì)量更好。

今天就讓我們一起來(lái)看一看何為高亮度，以及高亮度的優(yōu)勢(shì)和意義。

激光器發(fā)出來(lái)的激光，是這個(gè)樣子，先在近場(chǎng)匯聚，然后在遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散開(kāi)

其中，

束腰半徑w0是激光束在近場(chǎng)匯聚到最小截面處的半徑；

瑞利長(zhǎng)度ZR是束腰增加 √2倍時(shí)的位置；

遠(yuǎn)場(chǎng)定義為4倍瑞利長(zhǎng)度之外的范圍，近場(chǎng)定義為4倍瑞利長(zhǎng)度以內(nèi)范圍；

遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角θ表征激光束在遠(yuǎn)場(chǎng)的發(fā)散程度。

光束質(zhì)量是表征激光束特性的核心參數(shù)，是激光器的一個(gè)重要指標(biāo)，用來(lái)衡量激光束在特定情況下聚焦的程度。常用的量化光束質(zhì)量的方法有：光束參數(shù)乘積（BPP）和M2因子。

BPP（Beam Parameter Product）：光束參數(shù)乘積，定義為束腰半徑（w₀）乘以遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角（θ）：

M2：光束參數(shù)乘積與基模高斯光束的光束參數(shù)乘積的比值，可與BPP進(jìn)行換算：

通過(guò)由以上公式我們不難發(fā)現(xiàn)：BPP與波長(zhǎng)是無(wú)關(guān)的，而M2因子與激光波長(zhǎng)有關(guān)。

M2因子數(shù)值無(wú)限接近于1，表示真實(shí)數(shù)據(jù)和理想數(shù)據(jù)的比值，當(dāng)真實(shí)數(shù)據(jù)越接近于理想數(shù)據(jù)時(shí)，則光束質(zhì)量越好。

對(duì)于1070nm波長(zhǎng)的光纖激光器來(lái)說(shuō)，理想的參數(shù)應(yīng)是：

當(dāng)光纖激光器BPP或M2參數(shù)越接近這個(gè)數(shù)值，則光束質(zhì)量越好，對(duì)應(yīng)的發(fā)散角度越小。

通常，我們使用光束分析儀來(lái)測(cè)量激光器的光束質(zhì)量，讓分析儀與光路產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，采集多個(gè)位置的X、Y、Z信息，以此確定束腰大小、位置和發(fā)散角，并推算出瑞利長(zhǎng)度和BPP或M2。

常用的有刀口法和狹縫法，這兩者的思想基本是一致的，即利用一個(gè)刀口或者狹縫掃描過(guò)光束，測(cè)繪出一個(gè)切面的光場(chǎng)分布，然后通過(guò)上下移動(dòng)，測(cè)繪出不同距離的切面，最后得出立體的光場(chǎng)分布。

亮度（Br）定義：?jiǎn)挝幻娣e與單位立體角內(nèi)的功率密度。按照我們之前提到的，光纖激光器的纖芯面積，遠(yuǎn)場(chǎng)立體角。

根據(jù)上述公式，不難看出：所謂的高亮度，就是在同等功率下，擁有更高的光束質(zhì)量（即BPP或M2更?。?/p>

光惠激光（GW Laser Tech）作為高亮度激光器全球領(lǐng)先者，專注于976nm的高亮度光纖激光器研發(fā)，引領(lǐng)了光纖激光器發(fā)展的潮流。

光惠激光的單模10μm極限光纖輸出激光器，M2＜1.1，以及50kw 100μm光纖激光器擁有接近物理極限的能量密度。

常規(guī)100μm芯徑的單模4kW激光器M2＜1.3、多模12kW激光器BPP<4。

▲ 光惠激光YLPS系列單模組4KW激光器

▲ 光惠激光YLPM系列多模組20KW激光器

近年來(lái)，高功率激光器正逐漸成為市場(chǎng)主力軍，光纖激光器也在朝著功率更高的方向前進(jìn)，12KW激光器已成為目前主流激光器廠商的標(biāo)配。去年，光惠激光的20KW激光器銷量大幅增長(zhǎng)；目前，40KW激光器也逐漸開(kāi)始出貨。

當(dāng)前的高功率光纖激光器絕大部分是由多模塊合束而成，即把多個(gè)激光模塊輸出的光耦合到一根光纖里輸出，相比于單個(gè)激光模塊的輸出光纖纖芯，多個(gè)模塊合束后的輸出光纖纖芯直徑要更大，光束質(zhì)量也相應(yīng)要更低。

若是忽略光束質(zhì)量，通過(guò)多模塊合束方案，再高的功率都可以實(shí)現(xiàn)。但是，隨著技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，制造業(yè)會(huì)逐步走向高端化，這勢(shì)必會(huì)對(duì)激光器提出越來(lái)越高的要求，不僅僅滿足于功率的增加，更注重亮度的提升。那些一味提升功率、不注重亮度的高功率激光器將很快被市場(chǎng)淘汰。

光惠激光（GW Laser Tech）從成立之初，就致力于高亮度激光器的研發(fā)，將增加功率與提升亮度并重齊驅(qū)。通過(guò)對(duì)單激光模塊技術(shù)、光纖熔接、合束方案等多方面的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了激光亮度的進(jìn)一步提高。在同等功率條件下，經(jīng)過(guò)相同的光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)直聚焦后，焦點(diǎn)處光斑更小，能量密度更高。這在激光加工應(yīng)用上直接表現(xiàn)為：同等功率下，加工速度更快；同等加工速度下，所需功率更小。

以光惠激光的YLPM系列20KW激光器切割為例，同樣的功率下對(duì)比其他某激光器，切割速度更快，且這一優(yōu)勢(shì)在切割高反材料上尤為明顯。

高亮度激光器是激光行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，目前的高功率激光器市場(chǎng)已出現(xiàn)明顯的同質(zhì)化，各大激光器廠商紛紛在往疊加功率的方向上前進(jìn)。

光惠激光不僅在意激光功率的增加，更加注重激光亮度的提升。未來(lái)將繼續(xù)在高亮度方向不斷深耕探索，讓激光器擁有更優(yōu)的光束質(zhì)量和加工性能，助力客戶提升加工效率。