全固态纳秒级紫外激光器

　　项目成熟阶段（选择）： □孵化期　　 □生长期　　 √成熟期

　　项目来源：自筹

　　概况：

　　紫外激光器在激光加工方面有其独特的优势：紫外激光器的波长短，聚焦小，能实现精细加工；紫外激光器进行激光加工时直接破坏材料的化学键，是“ 冷”处理过程，热影响区小，大多数材料能有效地吸收紫外光，可加工许多红外和可见光激光器加工不了的材料。全固态紫外激光器具有体积小、效率高、重复频率高、无需更换气体、无需掩模、易维护等优点。因此它在生物工程、材料制备、全光光学器件制作、特别是集成电路板及半导体工业等激光加工领域获得了广泛的应用。

　　目前紫外激光器的发展非常迅速，瓦级功率以上高重频全固态激光器不断应用于加工领域，国内外研究机构和公司不断向更高功率（数十瓦级）、更高重频（几十甚至几百kHz）方向发展。目前已经研制成功了5W 、50kHz的紫外355nm激光器，脉宽25ns的成样机。样机性能稳定，用于LED蓝宝石晶圆裂片划线，划线深度达到200μm，线宽小于10μm，划痕光滑均匀，几乎无热影响区。

　　技术特点：

　　通过高效率端面泵浦结构方式得到基模红外1064nm激光，再经过多级放大结构，得到高功率的红外高光束质量基频光，再通过高效率变频技术，最后得到5W、50kHz、25ns脉冲紫外355nm激光。光束质量因子M2<1.3，功率长期稳定性<±2%。内部光学结构采用紫外胶光固化粘接，结构小巧牢靠，对环境适应程度高。通过紫外显微物镜的聚焦，聚焦光斑直径在μm级别，加工尺寸小于10μm。通过紫外激光器的开发，相应的也取得了更高功率的红外和绿光高光束质量激光技术。

　　专利情况：

　　目前国内外并无相关的专利限制，主要是在工艺实现难度比较高。目前已取得专利8项。

　　市场分析：

　　紫外355nm激光器目前国际市场价格约为2万美元/W，中大功率全固态紫外激光器市场均被国外厂商占据。据行业协会统计， 2010年我国全固态紫外激光器市场销售额达到5亿元人民币，比2009年增长了25%。主要应用于打孔、切割、划线和打标。以激光划片机为例，按目前市场需求量估算，一般传统激光划片机销量为100台/年，其中60%将被紫外全固态激光器所替代；激光打标机国内年需求量约4000台，其中全固态紫外激光器将取代30%的市场份额。

　　随着紫外技术的进步以及成本的降低，越来越多的行业开始使用紫外激光器，比如半导体照明、太阳能电池及集成电路行业，全固态紫外激光器正处于替代其它加工方式的重要发展阶段，市场增长迅速。

　　合作方式：

　　技术转让

　　产业化所需条件：

　　需要建造千级超净间约100平米，设备调试厂房约500平米；各类精密仪器设备，如功率计、光束质量分析仪、示波器及光学平台等约100万元；需要各类技术人员，如激光工程师、机械设计工程师、电源工程师、自动化控制工程师等技术人员约10人；需要购买半导体光纤耦合泵浦模块、激光晶体、变频晶体、声光器件、激光电源等一系列原材料器件，投入资金约200万元。