Panasonic desarrolla tecnología WBC azul de alta potencia para revolucionar las aplicaciones DDL en microfabricación

El 29 de enero de 2020, Panasonic Corporation anunció que logró demostrar el láser azul de mayor brillo del mundo. Lo logró mediante el uso de la tecnología de combinación de longitudes de onda (wavelength beam combining, WBC) [1] en un láser de diodo directo (direct diode laser, DDL) para producir un haz de salida de alta calidad [2]. Con esta tecnología, se permite la escala de potencia mientras se mantiene la calidad del haz simplemente aumentando la cantidad de fuentes láser. Esta demostración abre la puerta a intensidades de láser que podrían ser dos órdenes de magnitud más altas que los sistemas convencionales de láser azul. Esta tecnología contribuirá a los procesos de microfabricación emergentes, cuya demanda se espera que crezca en las aplicaciones industriales, como en la industria automotriz.

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Wavelength Beam Combining (WBC) technology (Graphic: Business Wire)

La industria automotriz avanza hacia la “electrificación” y la “miniaturización” al tiempo que requiere “alta rigidez”, “flexibilidad de diseño” y “productividad”. En este contexto, aumenta la expectativa de los láseres de microfabricación que puedan procesar diversos tipos de materiales como cobre, oro y plástico. Especialmente el láser azul, con una alta eficiencia de absorción óptica, tiene una gran demanda en el campo de la fabricación del cobre para motores y las baterías de automóviles. El procesamiento altamente productivo requiere una fuente de haz de láser que tenga una alta potencia de salida y una alta calidad de haz.

A fin de lograr esa fuente de haz, Panasonic comenzó a colaborar con TeraDiode, Inc. (TDI), una empresa que se estableció en Massachusetts, EE. UU., en 2013, y desde entonces ha estado desarrollando tecnología WBC que puede combinar múltiples y diferentes longitudes de onda en un solo haz combinado. En 2014, Panasonic lanzó LAPRISS; el primer sistema láser de robot de soldadura del mundo equipado con un DDL infrarrojo que utiliza tecnología WBC^*1. En 2017, la compañía adquirió TDI como una subsidiaria de propiedad absoluta^*2 y comenzó a desarrollar la optimización de la potencia de salida en WBC, así como a acortar la longitud de onda.

La optimización de la potencia de salida del láser azul de alta calidad de haz (banda de longitud de onda = 400 a 450 nm) se realizó al combinar más de 100 emisores de múltiples barras de diodos [3] con tecnología WBC.

Esta tecnología WBC combina los haces de múltiples emisores a diferentes longitudes de onda que inciden en la rejilla de difracción en los ángulos correspondientes a cada longitud de onda. El resonador se forma entre el espejo parcialmente transparente compartido y cada cara del borde de los emisores. Como resultado, el haz de salida ha logrado una salida de 135 W con una alta calidad de haz de BPP [4] 1,5 mm・mrad.

En el futuro, Panasonic desarrollará un sistema de procesamiento que está equipado con esta fuente de haz de láser, así como la optimización del proceso en el procesamiento por láser.

Panasonic realizará exhibiciones y sesiones de conferencias sobre nuestro logro técnico en PHOTONICS WEST 2020 en San Francisco, que se realizará desde el 1.° hasta el 6 de febrero de 2020.^*3

Una parte de esta investigación y desarrollo incluye los datos obtenidos de un proyecto: “Desarrollo del procesamiento por láser avanzado con inteligencia basada en tecnologías láser de alto brillo y alta eficiencia (proyecto TACMI)”, solicitado por la Organización para el Desarrollo Tecnológico Industrial y de Nuevas Energías (New Energy and Industrial Technology Development Organization, NEDO) de Japón.

[Aplicaciones] Procesamiento por láser (soldadura, corte, etc.)

[Patentes] Un total de 571 patentes tanto nacionales como internacionales (incluidas las solicitudes pendientes)

Notas:
*1: Temas sobre Panasonic Corporation
15 de abril de 2014: Panasonic ha lanzado un sistema de robot de soldadura láser “LAPRISS”, equipado con el primer láser de diodo directo de alta potencia del mundo
https://news.panasonic.com/jp/topics/2014/38440.html (En japonés)
*2: Comunicado de prensa de Panasonic Corporation
6 de enero de 2017: Panasonic adquiere todas las acciones de TeraDiode, Inc., con sede en los EE.  UU.
https://news.panasonic.com/global/press/data/2017/01/en170106-3/en170106-3.html
*3: PHOTONICS WEST 2020, en San Francisco, del 1.° al 6 de febrero de 2020

Glosario
[1] Tecnología de combinación de haz de longitud de onda (WBC): tecnología que combina haces con diferentes longitudes de onda que se emiten desde los múltiples DDL (láser de diodo directo) en una rejilla de difracción.

[2] Calidad del haz: Un índice indica lo fácil que es combinar el haz. La mayor calidad del haz tiene un diámetro más pequeño y una característica altamente colimada.

[3] Barra de diodos: Una barra láser que tiene múltiples franjas de emisión (emisores) en una configuración de matriz en un solo chip semiconductor.

[4] BPP (Producto Parámetro del Haz): se define como el producto del radio r0 del diámetro mínimo del haz en la posición de enfoque, multiplicado por la mitad del ancho medio θ del ángulo de divergencia del haz; BPP = r0xθ. La unidad se expresa en [mm ・ mrad]. Cuanto menor es el BPP, mayor es la calidad del haz.

Acerca de Panasonic
Panasonic Corporation es líder a nivel mundial en el desarrollo de diversas tecnologías electrónicas y soluciones para clientes de las industrias de electrónica de consumo, inmobiliaria, automotriz y negocios B2B. La empresa, que celebró su 100.^° aniversario en 2018, se ha expandido a nivel mundial y en la actualidad opera 582 subsidiarias y 87 compañías asociadas a nivel mundial, lo que registró ventas netas consolidadas de 8003 billones de JPY para el año finalizado el 31 de marzo de 2019. La compañía está comprometida con la búsqueda de nuevos valores a través de la innovación en todas las líneas divisionales y utiliza sus tecnologías para crear una vida y un mundo mejor para sus clientes. Para obtener más información sobre Panasonic, ingrese a: https://www.panasonic.com/global.

Fuente: https://news.panasonic.com/global/press/data/2020/01/en200129-2/en200129-2.html

Enlaces relacionados
Industrial Devices & Solutions - Panasonic
https://industrial.panasonic.com/ww

TeraDiode, Inc.
https://www.teradiode.com/

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