La luce si collega” – Osram presenta potenti barre laser a infrarossi per la lavorazione dei metalli

Il progetto di ricerca EKOLAS porta a nuove barre laser con valori eccezionali in termini di efficienza e prestazioni

Il numero di applicazioni basate sulla luce infrarossa è aumentato rapidamente negli ultimi anni. Molto prima che i LED a infrarossi e i VCSEL fossero utilizzati come sorgente luminosa per il riconoscimento facciale negli smartphone, i primi produttori hanno sviluppato laser a infrarossi. Essendo una delle principali società al mondo di semiconduttori ottici, Osram Opto Semiconductors ha lavorato per molti anni su laser ad alta potenza per applicazioni speciali come la lavorazione dei metalli utilizzando robot di saldatura nell’industria automobilistica. Osram, insieme ai suoi partner, sta ora presentando i risultati impressionanti delle prestazioni e dell’efficienza delle barre laser dall’ultimo progetto EKOLAS finanziato dal Ministero federale tedesco per l’Istruzione e la ricerca.

Negli ultimi anni, la tecnologia laser all’avanguardia è diventata sempre più una componente indispensabile di vari settori, dalla tecnologia medica alla produzione automobilistica. L’associazione EffiLAS è impegnata a garantire e ad espandere ulteriormente la posizione tecnologica ed economica leader della Germania nella fotonica. Per quanto riguarda le fonti di luce laser, l’obiettivo è ottimizzare ulteriormente vari parametri come le prestazioni e l’efficienza energetica.

Insieme ai suoi partner Laserline, Heraeus, Fraunhofer ILT, fibreware e Welser Profile, Osram Opto Semiconductors ha lavorato a vari incarichi nel progetto congiunto EffiLAS EKOLAS. L’obiettivo principale era quello di sviluppare barre laser a infrarossi ad alta efficienza con potenze di uscita eccezionali e dimostrarle nella lavorazione di materiali industriali. Circa 10 anni fa, le migliori barre laser hanno raggiunto una potenza di 200 watt con un’efficienza di circa il 63%. Cinque anni dopo, si prevedeva che una potenza di 250 watt con un’efficienza non inferiore al 60% rappresentasse il limite di ciò che si poteva ottenere con le tecnologie esistenti. L’efficienza di conversione e il raffreddamento limitavano la potenza di uscita dei laser in quel momento. Il progetto EKOLAS, completato nel febbraio 2020, ha portato a una barra laser a infrarossi con una potenza massima impressionante di 400 watt in funzionamento ad onda continua. Con una potenza di 300 watt, la barra stabilisce un nuovo standard con un’efficienza di circa il 70% nelle lunghezze d’onda di 1000 e 1020 nanometri.

I partner del progetto sono stati in grado di attingere all’esperienza acquisita in altre iniziative nell’ambito dell’organizzazione ombrello EffiLAS, compresa una comprensione della scienza dei materiali e della simulazione nel campo dell’epitassia, nonché competenze fondamentali nelle tecnologie di chip e sfaccettature. “Siamo molto entusiasti di raggiungere, e in alcuni casi addirittura superare, tutti i nostri obiettivi in ​​questo progetto”, spiega Sebastian Hein, Project Manager EKOLAS di Osram Opto Semiconductors. “La chiave del successo è stata lo sviluppo di strumenti software innovativi per la simulazione delle proprietà elettro-ottiche dei laser, che tengono conto della distribuzione termica, delle proprietà dei materiali dipendenti dalla temperatura e della propagazione delle onde dipendente dalla modalità nel risonatore. Questi strumenti hanno notevolmente accelerato e semplificato le prove necessarie,

Le nuove conoscenze acquisite dalla simulazione di determinati processi possono ora essere trasferite ad altri gruppi di prodotti e lunghezze d’onda comprese tra 800 e 1060 nm. Oltre ai vantaggi nello sviluppo del prodotto, i risultati rafforzano e consolidano anche l’istituzione di catene di approvvigionamento in Germania e nel resto d’Europa, rafforzando così in modo sostenibile la posizione industriale. Ulteriori informazioni sul progetto EffiLAS sono disponibili qui .