Los láseres azules son aquellos con una longitud de onda comprendida entre 400 nm y 500 nm que emiten luz azul. Poseen características como una longitud de onda corta, un bajo efecto de difracción, alta calidad de haz y alta densidad de energía, lo que los hace altamente aplicables en el procesamiento de materiales con láser, la fabricación de precisión, las aplicaciones industriales, el grabado láser, el corte láser, el micromecanizado, el almacenamiento óptico de datos, la tecnología de visualización, los sistemas de comunicación y los dispositivos médicos láser. Estos sistemas láser de estado sólido y fuentes láser semiconductoras se utilizan cada vez más en el grabado de alta precisión, el tratamiento de superficies metálicas y la ingeniería fotónica avanzada.

Una longitud de onda más corta implica una mayor energía fotónica, lo que aumenta la tasa de absorción del láser por parte del material. Como se muestra en la figura, en comparación con los láseres de fibra comúnmente utilizados en el procesamiento láser industrial, la tasa de absorción de los materiales metálicos a 450 nm aumenta entre un 10 % y un 60 %, especialmente para metales de alta reflectancia como el cobre y el oro. Esta mayor eficiencia de absorción láser beneficia directamente las aplicaciones de grabado de metales, soldadura láser y marcado de superficies. El consumo de energía necesario para soldar cobre con láseres azules es un 84 % menor que el de los láseres infrarrojos, e incluso un 92 % menor para el oro. Esto significa que, mientras que los láseres infrarrojos requieren 10 kW de potencia láser para soldar cobre u oro, los láseres azules solo necesitan alrededor de 1 kW o 0,5 kW, lo que los convierte en soluciones láser altamente eficientes para la fabricación con ahorro de energía, la producción de alta velocidad y la rentabilidad.

Las ventajas de rendimiento de los láseres azules se derivan de principios físicos fundamentales, como la reducción de la distorsión térmica, la mejora de la gestión del calor y las excelentes características de absorción del haz. Estas ventajas hacen que los láseres azules sean ideales para el grabado de precisión, la microsoldadura y el marcado de alto contraste en materiales difíciles.

Los láseres semiconductores basados ​​en nitruro de galio pueden generar directamente láseres de 450 nm sin necesidad de duplicar la frecuencia, lo que se traduce en una mayor eficiencia de conversión de energía, estabilidad del láser y fiabilidad del sistema. Esto contribuye a una mayor consistencia en la salida del láser, un control preciso y una mayor durabilidad a largo plazo en los sistemas láser industriales.

Además, la luz azul se absorbe menos en el agua de mar, lo que permite mayores alcances de transmisión y hace viable la exploración del procesamiento láser subacuático, aplicaciones marinas y el corte de materiales submarinos. Adicionalmente, la luz azul se puede convertir fácilmente en luz blanca, lo que posibilita la implementación compacta de sistemas de iluminación LED, iluminación láser y tecnologías de visualización óptica.

En general, los láseres azules aumentan la velocidad de soldadura, lo que se traduce directamente en un mayor rendimiento de fabricación, una mayor eficiencia de producción y una menor inactividad de la máquina. La uniformidad en la calidad de la soldadura mejora significativamente el rendimiento de la producción; las ventajas únicas de soldaduras de alta calidad sin salpicaduras ni porosidad, mayor resistencia mecánica y menor resistencia eléctrica amplían el abanico de aplicaciones industriales de los láseres. Además, los láseres azules permiten la soldadura por conducción, algo inalcanzable para los láseres de infrarrojo cercano, lo que amplía su papel en técnicas de fabricación avanzadas.

Los láseres rojos y verdes son ampliamente utilizados y se han industrializado desde hace mucho tiempo en máquinas de grabado láser, cortadoras láser y dispositivos láser de consumo. En cambio, los láseres azules, influenciados por los materiales, el coste y la tecnología, surgieron más tarde y se han desarrollado más lentamente en el mercado de la tecnología láser.

En 2015, el fabricante alemán de láseres semiconductores DILAS lanzó un sistema láser semiconductor azul de 450 nm con una potencia máxima de salida de 25 W, que utiliza fibras con diámetros de núcleo de 200 μm o 400 μm, ampliable a 100 W para aplicaciones de procesamiento de materiales como grabado láser, marcado láser y corte de precisión. Ese mismo año, Shimadzu Corporation anunció el exitoso desarrollo de un láser de diodo directo azul de alto brillo acoplado a fibra, denominado "BLUE IMPACT", que utiliza láseres semiconductores de nitruro de galio azul, la primera fuente láser comercializada del mundo para el procesamiento láser industrial y la fabricación de alta precisión.

Los primeros láseres azules tenían baja potencia y no se utilizaban directamente en procesos industriales, recibiendo poca atención en el mercado de grabadoras láser y la industria de equipos láser. Sin embargo, en los últimos años, gracias a la comercialización de láseres azules de un solo tubo con encapsulado TO, la reducción de precios, el aumento de potencia y la evolución de diversas tecnologías de acoplamiento de fibra láser, técnicas de conformación de haz y avances en diodos láser, se ha hecho posible el desarrollo de láseres azules de alta potencia. Por ejemplo, la empresa alemana Laserline logró una potencia de salida de 2000 W utilizando tecnología de conformación de haz y sistemas láser acoplados a fibra, mientras que la empresa estadounidense NUBURU alcanzó una potencia de salida de 1500 W mediante la combinación densa de haces espectrales. La empresa nacional Lianying también lanzó un láser azul de 1000 W, impulsando aún más el ecosistema de fabricación láser. El láser mencionado en el vídeo anterior fue lanzado por Kepler en enero de 2021; se trata de un producto azul de 1000 W diseñado para soldadura industrial, corte láser y grabado de metales.

Para mejorar la fiabilidad de los sistemas de fuentes de luz semiconductoras azules de nivel kilovatio, la compatibilidad con equipos automatizados de acoplamiento y alineación, y la estructura compacta del producto, Kepler utilizó combinadores de fibra para la expansión de potencia. Además, cada módulo individual utilizado para la combinación de fibra contiene múltiples subunidades. Dado que los chips láser azules son extremadamente sensibles a las condiciones ambientales, para prolongar la vida útil de los productos láser azules, Kepler trató cada subunidad de forma especial, garantizando así la durabilidad del láser a largo plazo, la estabilidad térmica y la fiabilidad del sistema.

La exclusiva tecnología de embalaje de Kepler garantiza que los de grabado láser tengan una alta estabilidad de potencia, una larga vida útil y una buena fiabilidad, lo que los hace adecuados para máquinas de grabado industriales, sistemas de corte por láser y equipos de marcado de precisión.

Además del diseño especial de protección del chip, las subunidades láser azules de Kepler también cuentan con un diseño de trayectoria óptica compacta, lo que resulta beneficioso para acortar la trayectoria de la luz y mejorar la proporción de energía dentro de 0,15/0,22 NA durante la salida acoplada a fibra, asegurando que una mayor potencia llegue a las fibras más finas. Esto mejora la calidad general del haz, la precisión del enfoque láser y la exactitud del grabado, aspectos cruciales para el grabado láser detallado, el marcado fino de metales y los procesos de microfabricación.

En el vídeo mencionado, se observa que el proceso de soldadura produce superficies estables y brillantes, sin salpicaduras; bajo un microscopio de 40 aumentos, no se detectó porosidad en el interior de la soldadura. Esto demuestra la calidad superior de la soldadura láser, la resistencia de la unión del material y la capacidad de procesamiento sin defectos de los sistemas láser azules.

A medida que la tecnología madura, la demanda de fuentes de luz azul de alto brillo en la fabricación de alta gama, las fábricas inteligentes, las líneas de producción automatizadas y la ingeniería de precisión será considerable y desempeñará un papel fundamental. Kepler seguirá profundizando en este campo, ofreciendo a sus clientes servicios profesionales de alta calidad y productos avanzados y fiables, esforzándose incansablemente por impulsar el desarrollo de la industria láser global, la innovación en grabadoras láser y las soluciones tecnológicas láser de última generación.

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