德國的研究人員最近揭示，激光技術正進入一個新時代，多千瓦功率的激光將顯著改變製造業、基礎設施及能源系統。Fraunhofer 激光技術研究所（ILT）的專家將在即將舉行的 AKL 26 國際激光技術大會上，解釋超短脈衝（USP）和連續波（cw）激光如何迅速進入多千瓦範圍。這次活動將於 4 月 22 至 24 日在亞琛舉行，將吸引來自多個行業的激光製造商和用戶。今年的會議將重點放在多千瓦激光技術上。
根據 Fraunhofer 卓越集群先進光子源（CAPS）的發展，USP 激光的平均功率現在已達到雙位數千瓦水平。Fraunhofer ILT 的代理主任 Jochen Stollenwerk 博士表示，cw 激光的輸出已達數百千瓦。多千瓦激光的興起解鎖了以前無法實現的應用。在隧道挖掘、採礦和深鑽等領域，高功率激光可以幫助破岩，加速挖掘過程。在造船和重型工程中，它們能夠更快、更精確地切割和連接厚重的高強度材料。
這些過程將在激光材料加工中帶來重大的效率提升，Stollenwerk 繼續指出。與此同時，基於激光的技術也可以用於維護鐵路網絡和管道。TRUMPF SE + Co. KG 的激光技術首席執行官 Hagen Zimmer 表示，這一轉變不僅僅是漸進的進步。他認為，激光技術的廣泛採用是一個關鍵的戰略時刻。Zimmer 解釋說，以前被認為不可行的許多事物現在正變為現實。
隨著激光成本的降低，工業激光器的功率已超過 50 千瓦，並且超過 100 千瓦的激光器也已在觸手可及範圍內。Zimmer 認為，這推動行業邁向一個戰略拐點。根據他的說法，這一轉變可能解鎖價值數百億歐元的新光子市場。當激光技術進入新的維度，例如一次性鑽孔數千個孔、每分鐘功能化平方米的表面，或精確切割和連接厚度為厘米的鋼材，將會開啟全新的市場。
高能激光系統，如二極體泵浦固態激光器（DPPS），已成為未來核聚變電廠的關鍵工具。其能夠精確提供高脈衝能量，使其成為驅動聚變反應以及生成次級輻射源（如極紫外光（EUV）和 X 射線）的理想選擇。然而，僅僅提高激光功率是不夠的，更好的過程控制同樣重要。研究人員現在將高功率激光與 AI 輔助策略、光學神經網絡以及精確的光束成形相結合。
這些系統可以將激光輪廓調整為複雜的三維模式，並實現光學印刷技術，這樣整個表面可以在一次性操作中處理，而不是逐行掃描。Stollenwerk 指出，激光材料加工在未來將達到更高的生產力。顯然，AI 和其他計算方法將在其中發揮核心作用。Fraunhofer ILT 的 3D 結構負責人 Sönke Vogel 博士表示，這一方法可以將加工速度提高至五倍。
光學印刷的獨特之處在於其速度、精確度和靈活性的結合。為了支持這一點，該研究所研發了新硬件，包括用於超快、高精度光束引導的平面伽伐尼掃描儀。該掃描儀已針對多光束配置進行了優化，並且在速度和精度上均能超越傳統掃描儀。其他創新還包括爆發模式激光操作，通過脈衝序列提高材料去除效率，同時最小化熱損傷，以及精確控制脈衝持續時間以微調能量輸送。
專家們相信，激光技術現在才真正進入其最具變革性的階段。Constantin Häfner 博士，ILT 的研究人員，在一份新聞稿中總結道，激光的潛力尚未被完全發掘。事實上，距離其發明已有 60 年，激光技術才剛剛開始其真正的旅程。
