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超快激光器市場(chǎng)將迎來爆發(fā)

激光技術(shù)與現(xiàn)今人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、測(cè)量、通信、醫(yī)學(xué)、軍事以及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。隨著超快激光技術(shù)的興起，微加工在未來幾年內(nèi)將成為激光技術(shù)應(yīng)用增長(zhǎng)潛力最大的領(lǐng)域之一。工業(yè)激光器中皮秒激光器、飛秒激光器，以及科研領(lǐng)域比較熱的阿秒激光，這些都屬于超快激光的范疇。超快激光產(chǎn)生的超短脈沖與材料相互作用時(shí)間極短，不會(huì)給周圍材料帶來熱影響，因此特別適用于精密加工。

技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)大規(guī)模需求的出現(xiàn)，促成了超快激光技術(shù)的迅速發(fā)展。現(xiàn)在，超快激光器已開始超越傳統(tǒng)的研究技術(shù)，皮秒激光器的商業(yè)化應(yīng)用已有20多年的歷史。隨之而來的是超快激光器制造成本的降低，并且可以適應(yīng)工業(yè)需求。相信，未來5~10年將是超快激光器快速拔起的時(shí)代，對(duì)每一個(gè)激光企業(yè)及激光器周邊配套產(chǎn)品企業(yè)是挑戰(zhàn)也是機(jī)會(huì)。

酷凌時(shí)代微型冷水機(jī)助力超快激光器的發(fā)展

超快激光器有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：高穩(wěn)定性的超短脈沖和高脈沖能量。脈沖的高穩(wěn)定性需要激光器工作溫度的高穩(wěn)定性來保證，因此需要對(duì)激光器進(jìn)行精密溫控。對(duì)于激光器來說，基于蒸氣壓縮制冷的水冷系統(tǒng)是目前最經(jīng)濟(jì)、最高效的溫控手段。酷凌時(shí)代根據(jù)超快激光器的特點(diǎn)，研制了一系列水冷產(chǎn)品，如Q420/Q580系列冷水機(jī)、5U03激光冷水機(jī)等。以Q420/Q580系列冷水機(jī)為例，其具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

1.體積小，重量輕

Q420/Q580系列冷水機(jī)內(nèi)部采用微型高效的功能配件，同時(shí)盡量減小了水箱體積，使得整機(jī)體積和重量非常小，是目前國(guó)內(nèi)同類型產(chǎn)品中最小的。其尺寸為245mm（長(zhǎng)）×248mm（寬）×215mm（高），僅為國(guó)內(nèi)其他同類產(chǎn)品平均水平的1/3左右；重量為10kg，低于國(guó)內(nèi)其他同類產(chǎn)品平均水平的1/2。冷水機(jī)的小型化和輕量化，一方面可以提高搬運(yùn)和使用時(shí)的便捷性，另一方面給對(duì)激光器和溫控系統(tǒng)進(jìn)行集成式設(shè)計(jì)提供了可能，集成式設(shè)計(jì)將大大簡(jiǎn)化激光設(shè)備系統(tǒng)，減小占用空間，在操作上也會(huì)更加方便。

Q420/Q580系列冷水機(jī)

2.溫控精度高

Q420/Q580系列高精度激光冷水機(jī)中，對(duì)溫度的控制是通過對(duì)蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的變頻控制和電加熱管的調(diào)節(jié)來進(jìn)行的，兩者互補(bǔ)工作，實(shí)現(xiàn)水溫的精準(zhǔn)控制。由于激光器的工作并不是穩(wěn)定的，且環(huán)境因素的不確定性對(duì)制冷系統(tǒng)的影響很大，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，因此無法用一個(gè)精確的數(shù)學(xué)模型來控制系統(tǒng)的工作。PID算法簡(jiǎn)單、魯棒性好、可靠性高，是最適合本系統(tǒng)的控制策略之一，它根據(jù)系統(tǒng)的誤差，計(jì)算出比例、積分、微分控制量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作。由于PID的上述優(yōu)點(diǎn)，使得Q420/Q580系列冷水機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，控制精度高，而不需要過于加大水箱以利用水的熱容來實(shí)現(xiàn)溫度的穩(wěn)定，這也是該冷水機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的保障之一。

溫控系統(tǒng)原理圖

在實(shí)際工作過程中，Q420/Q580系列冷水機(jī)的溫控曲線如圖所示，可輕松實(shí)現(xiàn)±0.1℃的溫控精度。在工況相對(duì)穩(wěn)定的情況下，溫控精度甚至可達(dá)±0.01℃。

Q420/Q580系列冷水機(jī)溫控曲線

3.響應(yīng)速度快

當(dāng)剛開機(jī)或系統(tǒng)工況變化（如改變?cè)O(shè)定溫度）時(shí)，水溫需要一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。Q420/Q580系列冷水機(jī)由于采用優(yōu)化的PID算法，同時(shí)因其水箱小熱容小的有點(diǎn)，使得系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間較短，僅為5分鐘左右。這樣可以大大縮短激光器工作前的準(zhǔn)備時(shí)間，提高工作效率。

4.效率高

由于采用了變頻技術(shù)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行控制，而不是跟傳統(tǒng)的冷水機(jī)一樣簡(jiǎn)單地采用冷熱對(duì)沖的方式進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，因此Q420/Q580系列冷水機(jī)的功耗相對(duì)較低。盡管冷水機(jī)的體積很小，但制冷量可達(dá)到420W和580W，使其應(yīng)用范圍較廣，可實(shí)現(xiàn)對(duì)40W以下紅外皮秒激光器、35W以下綠光皮秒激光器或20W以下紫外皮秒激光器的精密溫控。

激光器溫控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

激光技術(shù)及應(yīng)用正進(jìn)行著飛速的發(fā)展，對(duì)溫控系統(tǒng)的要求也越來越高。未來的激光器溫控系統(tǒng)將會(huì)更加小型、輕量、高效、精準(zhǔn)，同時(shí)也要具有很好的經(jīng)濟(jì)性。酷凌時(shí)代將緊跟激光技術(shù)飛速發(fā)展的步伐，不斷開拓，持續(xù)創(chuàng)新，開發(fā)出更多更好的產(chǎn)品，助推行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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