近幾年，國産光纖雷射器進步非常明顯，形成了高功率、高亮度、高內建等技術路線，在材料加工應用領域不斷發掘新的市場機會，成為産業發展的重要推動牽引力。另一方面，随着非金屬材料在新能源、生物醫療、新型顯示等新興産業應用愈發廣泛，雷射加工替代傳統工藝也成為行業發展的重要方向。
2μm雷射器有何特别之處？
從原理上來看，2μm波段處于人眼的安全波段，對NO、H2O、CO2等有着良好的吸收譜線，可以應用于雷射雷達、空間通信、生物醫療、材料加工等多個方向。
在材料加工領域，金屬加工預估占據了工業雷射市場超過85%的份額，而非金屬加工目前隻占據不到15%的份額。目前，歐洲、美國與日本在非金屬加工工藝開發與探索方面處于領先地位。由于工藝不夠成熟，加之需要根據不同材料，适用不同功率、波長的雷射，國内在非金屬加工領域關注并不多。近些年，在節能減排的大背景下，非金屬材料應用愈發普及。
汽車輕量化（圖檔來源網絡）
以汽車行業為例，“以塑代鋼”正成為輕量化的重要舉措，無論是外裝飾件、内裝飾件，塑膠用量都在不斷地增加。随着工程塑膠硬度、強度、拉伸性能的不斷提高，塑膠車窗、車門、骨架甚至更多的汽車關鍵性部件都在采用塑膠替代鋼材料。而這也将進一步帶動非金屬材料雷射加工應用的普及。
從波段來看，2μm雷射器在材料處理特别是塑膠處理方面非常具有吸引力，大多數相近的塑膠材料在2μm附近有足夠強的吸收，是以可以直接進行材料處理，用吸收的能量可以進行切割、熔接和标刻。基于非金屬材料加工需求的發展，2μm雷射器成為近十年光纖雷射器領域研究熱點。
為了進一步滿足應用需求，國内光纖雷射器領域“隐形冠軍”傑普特特别推出了新一代2μmCW摻铥光纖雷射器，平均輸出功率達到200W，中心波長1940nm，采用水冷散熱及抽屜式設計，具有電光轉換效率高、能耗低、免調節維護、光纖柔性傳導輸出、結構緊湊、體積小、重量輕、便于搬運及運輸等衆多優點，為生物醫療、塑膠切割和焊接、環境監測等應用提供理想光源。
塑膠雷射焊接打開新的應用市場
雷射焊接塑膠又稱為雷射透射焊接，雷射器産生的光束聚焦于待焊接區域，即雷射束透過上面零件，在兩零件接觸面被另一個零件吸收，形成熱作用區（焊縫）。熱作用區處的塑膠被融化，熱熔狀态下的塑膠大分子在焊接壓力的作用下互相擴散，産生範德華力，進而将兩個零件緊密地連接配接在一起。
相對于膠粘、熱熔焊接、超音波焊接、振動焊接等傳統的焊接工藝，雷射塑膠焊接具有無實體接觸、焊接效果好平滑光潔、自動化程度高等優勢。由于PP、PC、PMMA等熱塑性塑膠對于2μm波段光的吸收率相對可見光與近紅外波段有明顯提高，采用2μm摻铥光纖雷射器焊接更具競争力。
不同材料對不同波長雷射的穿透率（圖檔來源：www.laserpolymer. com）
在汽車應用中，PC材料在大燈中的塑膠類材料中占比50%左右，一般用于汽車尾燈殼體及飾闆。PP材料在車燈塑膠類材料中占比30%左右，通常用于尾燈的後蓋、飾闆和線束導槽、前照燈的殼體和後蓋。而PMMA光學性能優異，透光率可達90%-92%，折射率1.49，表面硬度高和及綜合性能優異，主要用作光學透明制品、尾燈外配光鏡和車内氛圍燈的光導材料。
通過采用傑普特2μmCW摻铥光纖雷射器進行PP、PC、PMMA材料焊接測試，可實作均勻一緻焊縫，焊縫平整光滑、無氣孔、無過燒等現象。其中，在PC材料焊接中，1.5mm焊寬下剪切力超過1300N，測試母材斷裂。PP材料焊接，2mm焊寬下剪切力超過1000N，測試母材斷裂。PMMA材料焊接中，1.3mm焊寬下剪切力超過800N，測試母材斷裂。
而在異種材料焊接中，傑普特2μmCW摻铥光纖雷射器表現依舊非常出色。經過測試，PC透+PMMA黑色樣闆測試焊道平穩一緻，可得到有效焊接效果；PMMA透+PC黑色樣闆測試焊道出現輕微波動，拉力測試母材斷裂，可得到有效焊接效果。
雷射塑膠焊接現主要應用在車燈、汽車儀表盤和汽車零配件等塑膠制件。根據中國汽車工業協會資料，1月至9月，中國汽車産銷累計2107.5萬輛和2106.9萬輛，同比分别增長7.3%和8.2%，保持穩定增長趨勢。随着中國新能源汽車的快速崛起，對于塑膠加工的需求愈發旺盛。作為一種新型焊接工藝，2μm 光纖雷射器将得到進一步應用普及。
除了塑膠焊接，2μm雷射還有大用途
生物醫療分析儀器通常要求無菌，不能有任何化學物質參雜等等。雷射焊接作為一種非接觸式焊接方法，特别适用這類産品的生産。在醫療器械領域，塑膠雷射焊接主要應用于注射系統、醫療電子裝置、各種人造移植及造口産品等等。
2µm雷射用于外科手術領域
除了塑膠焊接之外，2µm雷射在水裡有合适的吸收峰，特别适合于醫療應用，可以讓雷射在皮膚内的穿透深度不超過幾百µm。生物組織的主要成分是水，對2µm雷射的高吸收可以實作極小範圍的加熱，進而實作精密切割，迅速止血，是許多外科手術的最佳選擇。
尺寸僅50μm微作用區域能夠保持角質層支架不變，實作表皮的新生與重建，短期即可修複；雷射精準作用真皮層，可激發肌膚微創機制，完成膠原再生重塑；同時需微秒級動态脈沖時間，千赫茲高速階躍響應，體驗快速舒适......這些都是2µm雷射的優勢！
根據研究機構Allied Market Research市場調研報告 ，2016年全球雷射醫療市場達到51.16億美元，預計2023年将增加至125.86億美元，年均增長約為13.6%。中國醫療器械行業協會雷射醫療市場調研顯示，全國各主要醫院目前大多已建立了雷射醫療中心。随着關鍵技術不斷突破，中國雷射醫療産業有望迎來新的爆發期。作為理想的光源，2µm雷射也将大顯身手！
小結
相對于金屬加工，以塑膠為代表的非金屬材料加工對于光源品質和工藝要求更高。傑普特在雷射領域深耕多年，同時擁有脈沖、連續、固體、超快雷射器技術及核心自動化技術。2μmCW摻铥光纖雷射器的釋出，将助力雷射新應用市場的打開，為産業鍊提供更具競争力的光源！
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長三角G60雷射聯盟陳長軍轉載