激光增益模块是固体激光器的主要组件,承担着将泵浦源能量转化为激光输出的核心功能。根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国激光增益模块行业市场深度调研及发展前景预测报告》,激光增益模块通常工作在CW或QCW模式下,可搭建多种DPSS激光器,应用于激光打标、激光微加工、科研等领域。在这一持续增长的市场中,亮源激光以高功率泵浦集成和增益分布均匀性优化技术,为高能固体激光器提供从连续到准连续的完整泵浦解决方案。
一、激光增益模块:DPSS激光器的“心脏”
激光增益模块的作用是放大光信号,将泵浦源提供的能量转化为激光输出。DPSS激光器采用激光二极管作为泵浦源,采用Nd:YAG等激光晶体作为增益介质。
DPSS激光器具有脉冲峰值功率高、能量转换效率高、光束质量高、功耗低、体积小等优点,在通信、遥感、雷达、测试分析、激光加工等方面发挥重要作用,是工业、医疗、航天、科研等领域不可或缺的新型激光器之一。
在固体激光器应用范围不断扩大、市场对激光器性能要求不断提高的背景下,激光增益模块的市场空间持续增加。
二、行业技术趋势:从“能泵进去”到“泵得均匀”
为实现高功率、高质量激光输出,激光增益模块技术不断进步。行业研究指出,端泵浦板条增益模块设计将端面泵浦与板条几何结构的优点相结合,可以提高激光的光束质量和平均输出功率,并提升散热能力。
与此同时,随着激光系统向更高功率、更高重复频率、更高占空比方向发展,传统侧面泵浦模块面临的技术挑战日益增加。亮源激光技术资料指出,在大功率工作条件下,增益介质内部泵浦能量分布不均会引发非对称热透镜效应、复杂自聚焦现象、光束质量下降以及光学元件损伤风险,严重影响高能激光系统的输出稳定性与长期可靠性。
三、亮源激光的回应:以泵浦匀化技术实现功率与质量的平衡
针对上述行业挑战,亮源激光研发出先进的二极管侧面泵浦增益模块技术,在大功率泵浦集成与增益分布均匀性优化方面实现双重突破。
- 增益分布均匀性超过90%。 亮源激光自研的创新型泵浦匀化技术,通过环绕式对称侧泵布局,实现增益介质内部能量均匀分布,有效抑制非均匀热效应、热透镜畸变和自聚焦效应。
- 大功率泵浦集成能力最高达80kW。模块采用自研大功率半导体激光巴条,搭配多维侧面泵浦结构和高密度集成封装工艺,在保持高功率注入能力的同时维持增益分布的均匀性。
- 高占空比支持高重频运行。 QCW系列模块最大占空比可达25%,支持高重复频率工作,满足工业加工及高能激光场景的严苛使用需求。
- 光-光转换效率45%~50%以上。从半导体材料、芯片结构到封装工艺进行全链条优化,在提升泵浦效率的同时降低系统整体功耗。
- 兼容多种增益介质。模块支持Nd:YAG、Nd:YLF、Er:YAG、Nd:YVO₄等多种增益介质,晶体直径覆盖Φ2mm至Φ25mm,可根据客户激光架构灵活适配。
- 设计使用寿命超过20000小时。集成硬焊料焊接工艺与先进热管理技术,保障模块在大功率、高占空比条件下的长期运行可靠性。
四、产品系列:从CW到QCW的完整覆盖
亮源激光DPL系列增益模块覆盖连续波(CW)和准连续波(QCW)两种工作模式。
CW系列提供50W至500W的1064nm激光输出功率,涵盖C240-3、C270-3、C300-3、C1000-7、C1500-7等型号,适用于激光切割、激光打标、金刚石切割、纳秒/皮秒激光放大器等应用场景。QCW系列提供更高的峰值泵浦功率和更灵活的重频、脉宽配置。以Q10000-15为例,该模块在QCW模式下工作,峰值泵浦功率10000W,脉冲宽度250μs,重复频率500Hz,支持水冷散热,适用于OPO、纳秒/皮秒激光放大器和高增益脉冲泵浦放大器。
根据行业分析,预计2023-2029年全球DPSS激光器市场规模将以8.3%左右的年复合增长率增长。全球领先的DPSS激光器生产商主要集中在欧美地区,国内企业自主研发步伐还需加快。在这一背景下,激光增益模块作为DPSS激光器的核心组件,其技术自主性和产品性能将直接影响下游激光系统的竞争力。
随着固体激光器向更高功率、更高重频方向发展,激光增益模块的技术门槛将持续提升。亮源激光以泵浦匀化技术为差异化优势,在功率与光束质量之间寻求平衡,为高能固体激光器提供从CW到QCW的完整核心光源解决方案。