“闪电”系列光纤激光器如何颠覆激光行业

招股书显示，凯普林是一家激光器制造商，在半导体激光器、光纤激光器、超快激光器领域拥有深厚的研发基础和制造经验。2021年度、2022年度和2023年度，凯普林营业收入分别为49,632.08万元、72,165.33万元和110,448.88万元，净利润快速增长于2023年达到11,732.45万元，业绩持续保持快速增长，主要受到“闪电”系列和“雷霆”系列等领先产品驱动。据了解，从2011年开始，凯普林光电针对用户痛点，开始对锁波长等先进泵浦源进行研发，并推动国内轻质化、高性能半导体激光器泵浦源研究，形成一系列覆盖全功率段的产品，以满足一体化、高功率、轻量化等核心指标需求。基于对市场需求的把握，2022年在激光行业都在拼功率的情况下，推出了体积更小的光纤激光器——闪电系列，正式开启了小型化的潮流。以3kW“闪电”系列光纤激光器为例，与传统产品相比，闪电系列产品体积减小了近84%，重量减轻了近72%，光路、水路设计更合理，全面提升散热效率，保证优质的光学输出质量，产品的技术含量有几何？

CTC芯片一体化技术打造一体化高功率泵浦源传统的光纤激光器使用多个传统独立泵浦，每个泵具有独立的泵管壳，芯片和光路固定在泵源独立的管壳上，通过独立的管盖进行密封，每个泵单独固定在水冷板上，如图所示。

图1 高功率泵浦源与市场主流泵浦源凯普林的“闪电”系列光纤激光器的一体化泵源方案如图2所示，CTC芯片一体化技术将芯片、热沉结构、泵浦模块与激光器进行一体化设计，芯片与水冷板融合为一体，泵源不再具有独立的管壳/底板结构，水冷板同时即是泵源的底板，减小产品体积，实现高度集成化；同时节省了管壳的成本。

图2 凯普林CTC一体化独立泵方案单泵设计带来工艺工程大幅简化凯普林具有行业创新性的CTC芯片一体化技术的光路设计必须采用平行光路结构，而传统的光纤激光器产品都是阶梯光路结构，一直以来“半导体激光器光学设计及光路调整技术”都是凯普林的核心技术之一，并已形成10项发明专利及多项在申请专利。采用该等平行光路设计的一体化设计结构大幅减少了熔点及器件，并使得配套的工艺与工程环节大幅简化。

图3 “闪电”系列单泵设计方案

图4 传统光纤激光器光路设计方案第一，光路结构门槛。CTC芯片一体化技术的光路设计必须采用平行光路结构，而目前市场主流产品都是阶梯光路结构。其他的光纤激光器厂商如果转化为该等光路结构设计，对应其所有的生产流程和工艺都需要重新调整，需要较长时间和成本，且需要投入大量研发破解该等光路设计的核心难点；第二，高功率散热设计和管理能力。随着单泵功率的增加，对散热能力的要求不断增加，大功率泵浦源最大的难点之一在于解决散热问题。包括散热设计，固定胶的选择和使用，散热材料的选择，以及对应散热技术等工程技术，都需要有特别深刻的理解和经验，需要于半导体激光器领域进行大量解决方案的积累，并大力的技术研发、工程和工艺研发技术才有望完成；第三，轻量化能力。需要对力学的仿真、材料应用有长期积累，该等解决方案较多应用于重大科研项目及科技前沿领域据中国工程院周寿桓院士介绍，“闪电”系列光纤激光器具有行业创新性，该方案体化结构设计及大功率泵浦源结构具有很高的技术门槛。回顾激光产业过去几年发展，同质化竞争、疯狂内卷等无疑是大家谈论最多的话题，比拼技术和产品才是推动行业进入良性发展的健康之道，国内激光产业还需要更多类似“闪电”系列的技术创新，进而推动国内激光产业迈入新的阶段。

以上内容与数据，与界面有连云频道立场无关，不构成投资建议。据此操作，风险自担。