近年来，诸如手持激光焊接、手持激光清洗、手持激光打标等轻便式工具逐渐崭露头角。尤其是手持激光焊接机，自进入中国市场以来便迅速走红。在2019年的上海工博会上，国内厂商首次推出摆动式手持激光焊接机，以黑马之势再度席卷整个焊接市场。2022年国内超过5万台销量，今年有望突破10万台市场销量，各大弧焊厂家也纷纷拥抱手持激光焊接产品。
2023年11月7日——全球领先的电弧焊产品制造商 Miller Electric 与全球光纤激光技术领导者 IPG 宣布建立战略技术合作伙伴关系，旨在进一步推广手持式焊接应用的激光解决方案。
2023年11月27日，国内上市公司深圳佳士科技推出全新三合一手持激光产品，集合焊接、清洗、切割三大功能于一体。
光纤激光器作为核心部件，决定了手持激光焊接效率及性能。而手持激光焊平民化、工具化的特性也不断驱动光纤激光器小型化、轻量化趋势。今天，笔者重点与大家聊聊光纤激光器小型化、轻量化的技术内核。
核心泵浦源的小型化历程
正如我们所知，泵浦源和谐振腔（有源光纤、光栅）是光纤激光器的核心组成部分，对激光器的性能起着决定性的作用。而实现光纤激光器小型化的关键在于，泵浦源首先必须功率更高，且体积更小、重量更轻。
国产光纤激光器的普及最早可以追溯到2007年，武汉锐科激光率先推动了光纤激光器国产化研究，并于次年在国内首推25W脉冲光纤激光器和100W连续光纤激光器。与此同时，国产泵浦源技术也进入发展的快车道。2007年，凯普林完成了对高性能芯片封装技术的开发和实践，率先推出10W的泵浦源，一举打破当时国外厂商泵浦源的垄断地位，促进国产激光器制造商快速崛起。
2010年，国内企业已经成功研发出了百瓦级泵浦源，实现了功率进阶。2015年，国内单芯片泵浦源技术取得突破，泵浦源功率突破200W，助力国产千瓦级光纤激光器在激光切割、焊接等领域的应用，但受限于泵浦功率及合束技术，此时的光纤激光器好似一台老式洗衣机，运输和安装极为不便。
2020年，多芯片耦合技术以及偏振合束技术实现突破，泵浦源功率取得显著提升，660W泵浦源被成功推向市场。在这期间，凯普林走在行业前列，其创新性的将偏振合束和密集排布理论应用于泵浦源中，显著提升了光纤激光器的功率密度和集成度，更好地支撑整个激光器朝着高集成度、小型化、智能化的方向发展。2021年，凯普林又一次实现技术领跑，面向市场推出千瓦级泵浦源。此时，基于CTC芯片一体化技术的闪电系列已初见雏形，光纤激光器小型化的帷幕即将拉开。
一体化技术助推光纤激光器小型化
何为一体化技术？其理念与机翼油箱一体化、电芯底盘一体化一脉相承，是通过把芯片、热沉结构、泵浦模块与激光器进行一体化设计，省去从芯片到泵浦模块以及后续装配环节，有效减轻泵源的体积和重量，实现高度的集成化。
通过一体化技术，泵浦功率更高，整机光路器件、熔点数量以及损耗大幅度减少，可靠性及电光效率更高。各大泵源和激光器厂商，尽管在各自领域都有丰富的技术积累，但缺乏整体性思维、串联解决问题的经验，部分泵浦源先驱企业先行破局，带领众位拓荒者们开疆拓土。
光纤激光器小型化中拓荒者的贡献
得益于一体化技术的实践，国内各大厂商开始构思全新的设计理念，进一步减小激光器体积、提高功率，推动国产光纤激光器小型化进程。
2022年4月，作为泵浦源领域佼佼者的凯普林率先实现了光纤激光器的小型化并量产应用。凭借其独创的CTC技术（Chip to Chassis，芯片一体化技术），凯普林闪电系列光纤激光器（500W－6000W）在小型化道路上实现领跑，产品体积和重量均实现颠覆性的突破。2023年7月，凯普林再次推出第三代闪电系列光纤激光器，其在外观和重量上进一步瘦身缩骨，再次刷新了激光器小型化记录。
随着小型化激光器在手持激光焊市场策马狂奔，各大厂商也相继激发了创新灵感。在2022年9月，热刺激光同样凭借独有的技术在激光器小型化上给出了答案——推出了小体积的单模块12kW光纤激光器FC12000。据了解，这款激光器体积仅有0．096m3，重量小于160kg。
2023年7月，创鑫激光推出20kW单模块光纤激光器，并实现了1500W－3000W激光器的轻量化，体积同比缩小64％－72％，重量减轻60％以上。
杰普特在2023年9月也推出了新一代3000W小体积单模块激光器，相较于旧版激光器产品，体积缩减为44％，重量缩减为50％。全新的设计理念，也让该产品展现了不俗的性能。
经过两年跨越式的发展，国产光纤激光器在小型化的道路上披荆斩棘，不断刷新小型化的记录。这不仅推动了激光技术的发展，也为用户提供了更加高效、便捷、可靠的激光解决方案。
展望——小型化激光器的未来
光纤激光器颠覆性的小型化设计反哺至手持激光焊市场。诸如进入后备箱的手持激光焊沐浴着黑科技的光泽，令传统的氩弧焊和电焊瑟瑟发抖。
早年间，氩弧焊是父辈们最为常用薄板焊接方法，但缺点也十分明显，焊接门槛高、效率低、后续打磨剖光复杂，尤其是产生的强烈弧光辐射对操作者身体健康有害。随着小型化光纤激光器推出，手持激光焊市场也迎来爆发性增长，如今这一市场已初具规模。
在工业激光领域，光纤激光器小型化趋势的重要性毋庸置疑，我们也深知，每一项科技的进步，小型化始终是其进阶的一个转折点，手机、计算机如此，半导体亦是如此。笔者相信小型化也将是激光器前进的必经之路，体积更小，集成度更高，就意味着更便携，应用场景更丰富，为终端用户带来更大的效益。
不妨试想一下，当钢铁侠手臂上巴掌大小的高能激光器问世后，对整个激光制造业乃至整个科技领域会带来怎样的冲击？激光武器、切割机、手持焊接机又将演变到何种程度？现如今的半导体、计算机依旧持续朝着小型化方向演进，谁又敢断言激光器的小型化、轻量化毫无意义？期待着激光技术突破给众多领域带来红利，激光行业未来可期！
