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Laser Focus World 2020年度创新奖

发布时间: 2020-10-20 08:37:49   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

 

连续第三年,Laser Focus World (LFW)开展了其创新奖项目,该项目旨在庆祝在光子学市场上发现的特异和创新的技术、产品和系统。

图1  2020 LFW创新奖

通过公正评级,LFW创新奖分为四个不同的层次(白金和金、银、铜)颁发给在产品或技术、应用或研究和开发方面表现优异的公司或组织。

评级综合评判原创性,对设计师、系统集成商或用户的影响,是否满足了新的市场需求,是否利用了新技术,是否提高了生产力等因素。

为了庆祝第三届年度创新奖,LFW于2020年10月12日为所有获奖者举行了网络直播仪式。在这里,用他们自己的话说,为2020年的荣誉团体提供了一个站在光子学产品和应用的前沿的地方。

2020年创新者奖:白金奖

1、激光和光源 | 具有爆裂加工能力的脉冲频率可调谐激光器

一种被称为BiBurst的先进激光技术通过增强光-物质相互作用提供了改进的工艺控制和批量生产能力。这种具有爆裂能力的可调谐GHz和MHz激光器在脆性材料钻削、深雕刻、选择性烧蚀、体积改性、隐藏标记、表面功能结构和透明柔性材料加工等应用具有优势,为消费电子、集成光子芯片制造、支架切割、表面功能化和未来显示制造等高科技制造业带来了新的生产能力。一组独特的可调参数使工艺优化和灵活性能够适应不同的加工工艺。Light Coversion(立陶宛维尔纽斯;Vlinius,Lithuania; lightcon.com)

图2  CARBIDE 80 W, 800 µJ laser with BiBurst technology

2、光学 | 超材料多尺度逆向快速群理论

MIRaGE利用从分子光谱学中获得的关于天然分子的对称性如何影响其光学行为和特性的科学知识来设计具有类似特性的超材料。通过化学中的分子与电磁学中的元分子比较,以及振动的分子模型与超材料中的基本谐振电流模型比较,将对称性和点群的原理转化为电磁学原理。以此作为超材料设计的基础,应用MIRaGE有助于寻找与光学特性相关的不寻常的电磁行为。 Sandia国家实验室(Albuquerque,NM;Sandia.gov)

图3  MIRaGE:超材料多尺度逆向快速群理论

3、探测和成像 | 具有机器学习技术的嵌入式高光谱视觉成像系统

与传统摄像机不同,这种嵌入式视觉成像系统不需要单独的计算机来读取和处理成像数据。相反,是由IP67级外壳内的一个小型但强大的计算机和固态存储器执行实时分类,并在GenICam兼容的GigE接口上输出结果。使用现代机器学习技术,MV.X捕获了VNIR(400-1000nm)波长范围内的高光谱数据,这是在加工线上看到的产品,并且可以使用一种算法对食品、塑料、石材、木材、纺织品、油漆/染料/颜料等物品进行光谱分类,或者将产品从便宜到优质进行分级。 Headwall Photonics(Bolton,MA;headwallphotonics.com)

4  MV.X嵌入式高光谱视觉成像系统

2020年创新者奖:金奖

4、工业激光系统 | 能与OEM系统无缝集成的便携式再循环冷冻机

Durachill冷却线的液体到空气再循环冷水机组的创新性包括一个自我改变的空气过滤器、一个前填充水库和紫外线液体卫生系统,创造了一个可靠的冷水机组,OEMs可以精确地把该冷冻机集成到他们的产品系统中。Durachill冷水机组旨在简化任务,减少空间,更无缝地集成,并提供更好的功率稳定性,更长的激光寿命,更一致的光束轮廓,更少的服务调用,以及延长故障之间的平均时间(MTBF)。Polysience (Skokie,IL;polyscience.com)

                   

5  Durachill便携式再循环冷冻机

5、探测和成像 | 模块化设计的多用途系列光子计数平台

可扩展的ID Qube系列平台提供了一个模块化的设计,使复杂的单光子计数的科学和工业应用成本更低。该平台为研究人员提供了一系列探测器,结合其多用途时间相关单光子计数(TCSPC)电子器和ID900时间控制器,为进行光子计数实验提供了紧凑且低成本的解决方案,并为需要多个并行探测器的实验提供了一个可扩展的平台。ID Quantique(瑞士Carouge;idquantique.com)

6  ID Qube系列光子计数平台

6、探测和成像 | 紧凑的柔性波长选择器

用于高光谱成像的柔性波长选择器(FWS-HSI)允许显微镜用户很容易地将现有的显微镜转换为高光谱成像显微镜。简单而紧凑的可调谐波长滤波,结合了单色器的波长调谐和带宽调整能力,具有适合于照明和图像采集的薄膜滤波器的成像功能。FWS-HSI为最终用户提供了一种通用和有效的替代目前可调谐滤波技术的市场。Spectrallight(Irvine,CA;spectrolightinc.com)

7   FWS-HSI柔性波长选择器

7、激光和光源 | 紧凑和灵活的工业级三个波长调谐范围光学参量放大器

新型高性价比、结构紧凑和用户友好的可调谐飞秒激光系统为系统集成商进入新的市场提供了新的应用前景。紧凑和灵活的模块具有三个波长调谐范围(320-2600nm、650-2500nm、和1350-10000nm),<100fs或~250fs的输出脉冲宽度,单次发射重复频率达2MHz,最高泵浦功率40W。这样的激光源可以广泛应用于医院的显微诊断多光子成像系统和生物研究机构。它还为需要系统鲁棒性的工业应用开辟了新的可能性,如材料加工、切割脆性材料和消费电子产品制造。 Light Conversion(立陶宛维尔纽斯;Vlinius,Lithuania; lightcon.com)

8  I-OPA工业级光学参量放大器

8、工业激光系统 | 可灵活配置可调节光斑大小的便携式激光消融系统

该8kW手持便携式激光消融系统拥有HyperDisc专利,使用Risley棱镜作为光束扫描仪,输出激光利用率达98%。现场使用的激光源和快速变化的镜头结构,可调节光斑大小,简化了元器件的更换和维护。使用现成的激光器、真空系统、冷水机组、控制系统、机器人和发电机,该单元被设计成易于配置的左手或右手使用以及机器人安装。如果单元已损坏或需要拆卸,光纤可快速断开和插入运行更换。推车单元(Cart-unit)集成可供柔性运输选用,包括拖车、卡车、集装箱或AGV。Sur Clean(Brighton,MI;surclean.com)

9  HyperDisc激光消融系统

9、光学 | 宽光谱范围高灵敏度相机

与其他SWIR相机不同,带有1280×1024InGaAs传感器的猫头鹰(Owl)1280相机具有宽的光谱范围,一直延伸到可见光谱,在高灵敏度下,总范围为0.4到1.7µm,使更多的物体能够被成像。10×10µm像素点使成像分辨率高达小于40电子(e-)读出噪声,并具有69dB的较大场景内动态范围,从而能够同时捕获场景的明亮和黑暗部分。该相机运行在10到60Hz,并有机载自动增益控制(AGC)以实现从低光到明亮的环境中获得最佳对比度图像。 相机温度稳定,没有风扇。 Raptor Photonics(北爱尔兰,拉恩;Larne,North Ireland;raptorphotonics.com)

                

10  猫头鹰(Owl)1280相机

10、光学 | 红外热成像50-1350毫米长焦连续变焦镜头

基于高精度折叠光学设计,适用于紧凑型无人机(UAVS)的20英寸机载万向节,50-1350毫米f/5.5变焦镜头是一种最先进的连续变焦镜头,适用于重量和尺寸均有严格要求的场合。该设计适合于低像素的VGA和HD IR相机,在探测范围小于25公里时使性能接近衍射极限。增加了成像探测范围的红外监视、边界控制和安全系统,同时能够实现长距离气体泄漏检测和预先识别火灾以支持消防行动。 Ophir 光电解决方案有限公司和MKS公司(以色列;ophiropt.com)

                 

11  Ophir红外热成像50-1350毫米长焦变焦镜头

11、光学 | 新的镜片亚波长表面结构刻蚀技术

Nebular技术是一种替代传统光学减反射镀膜(AR)的高功率激光器应用。该技术通过将亚波长表面结构刻蚀到镜片中,比传统镀膜具有许多优点,包括高宽带传输和近球(near-bulk)激光诱导损伤阈值(LIDT)。由于它不涉及在镜片上沉积任何附加材料,纳米结构AR表面的LIDT可以接近未镀膜的衬底,这明显高于大多数传统镀膜。这利于所有脉冲宽度的高功率激光器应用,可从连续波到飞秒脉冲。Edmund Optics(Barrington,NJ;edmundoptics.com)

 

12  Nebular技术

12、激光和光源 | 能与扫描仪无缝集成的组合蓝色二极管激光器

通过组合单个蓝色二极管激光器的输出,组装在一个物理封装中,将许多二极管排列在一起,1500W AI-1500是第一个能够与铜、铝、不锈钢和金焊应用的标准扫描系统集成的蓝色激光器。激光器有两个基本特征:第一,发射波长在450nm左右,第二,独特的专有设计方法而产生的高亮度。AI-1500产品的光束质量参数为11 mm-mrad,当与标准150×150毫米扫描仪无缝集成时,为现有高速自动化工艺中焊接铜提供了最佳功率密度。Nuburu(Centennial,CO;nuburu.net)

13  AI-1500激光器

13、生物光子学 | 对抗Covid-19的光学工具

该Covid-19检测系统旨在检测在特定病毒DNA或RNA存在下激活的染料的荧光和颜色变化,包括光源、过滤器、检测器和温度控制系统,将样品加热到循环介导的等温放大(LAMP)反应、聚合酶链反应(PCRs)或类似反应所需的温度。然后通过样品发射光,检测病毒DNA/RNA的荧光。最初的系统能检测单个样本,同时测试10个和96个样本的系统正在开发中,以便能够以大规模测试一般人群所需的速度进行大规模测试。OZ Optics(渥太华,ON,加拿大;ozoptics.com)

14、探测和成像 | 4300万像素低噪声高精度可重复成像光度计

ProMetric Y43成像光度计的特点是4300万像素(8040×5360),科学级CCD成像传感器是线间冷却(interline-cooler),以限制图像噪声,实现高精度、可重复成像。它的高空间分辨率允许相机通过显示明亮状态来测量像素和亚像素的亮度变化,应用几个CCD像素对应一个显示像素,以实现准确的像素测量和校正测量时增加的像素密度显示。该系统能够识别人类视觉检查或替代测量系统容易忽略的缺陷,在不到1.5秒内完成高分辨率测量,为生产级应用提供解决方案,如在线质量控制和校正。Radiant Vision Systems(Redmond,WA;radiantvision systems.com)

14  ProMetric Y43-4300万像素成像光度计

15、激光和光源 | 高功率柔性纳秒/皮秒激光器

高功率柔性纳秒/亚纳秒激光,被称为SN系列,能在一个单一的平台上提供~50ps到5ns脉宽的皮秒和纳秒激光脉冲,以满足现有和新的灵活性的工艺/应用开发。在高重复速率和低重复速率下实现高功率和高脉冲能量,SN系列可输出1064nm、10到100W的激光脉冲,532nm、5到70W的激光脉冲,355nm、3到35W的激光脉冲,冲击了大量的现有加工工艺,出现了新兴的工业微加工应用,如高重复速率钝化发射极和背面电池技术(PERC)太阳能电池加工、基于激光的微观结构诊断和失效分析,以及下一代激光应用,如三维激光雷达。Photonics Industries (Ronkonkoma,NY;photonix.com)

16、软件 |能提供完整的照明设计和可视化工作流程解决方案的软件

基于Lucidshape CAA V5的v2020.06引入了两个新模块(设计和可视化)使设计师能够快速概念化和设计汽车照明产品,并生成惊人的、基于物理的真实感图像,准确地描述前灯、尾灯和信号灯在现实生活中的外观。该软件为CATIA V5环境下的汽车照明设计提供了完整的设计和可视化工作流程解决方案。熟悉CATIA的设计师可以很容易地利用其强大的功能和最小的学习曲线来生产符合性能、造型、视觉品牌、监管和客户特定要求的汽车照明产品。 Synopsys(Pasadena,CA;synopsys.com)

15 基于Lucidshape CAA V5的软件

17、激光和光源 | 高功率低频率抖动单频激光器

Swift是一种紧凑、单频、人眼安全的二极管泵浦激光器,用于相干和直接探测激光雷达系统。激光腔内的一种小型高速低压压电元件提供了快速、准确的可调谐性,通过激光腔温度调谐可以进一步扩展无跳模调谐范围。具有较高的连续波输出功率和小于10kHz/ms的短期频率抖动,适合作为相干激光雷达系统的主振源和区域振源。非常快速和广泛的无跳模调谐能用于下一代光谱应用,如使用差分吸收激光雷达技术的污染监测和温室气体测量。 Beyond Photonics(Boulder,CO;beyondphotonics.com)

16 Swift单频激光器

2020年创新奖:银奖

18、激光和光源 | 多结高功率高脉冲重复率纳秒半导体激光二极管

该正在申请专利的多结半导体激光二极管旨在为自主无人机、汽车、卡车、海事和飞机平台提供高功率、长距离、低成本、安全和高效的激光雷达解决方案。 这种独特的多结半导体边缘发射激光发射超过80W,斜率效率为1W/A,能使自主激光雷达系统的探测距离达到大于250米。工作波长1550nm的三结器件发射的峰值功率是单结器件的三倍,从而提高了恶劣天气下的分辨率和穿透效率。它可以在脉冲宽度2到10ns之间、脉冲重复频率200-400kHz下工作。Semi Nex公司(Peabody,MA;seminex.com)

                      

17 多结半导体激光二极管

19、探测和成像 | 可定制动态范围的高像素相机

以科学成像应用为目标,MX377相机具有PCIe接口、Gpiexl 生产的GSENSE6060 37.7 百万像数CMOS背面照明传感器、高达44fps帧速率和95%的量子效率。该GSENSE6060数据输出由两个读出放大器(高和低)组成,提供了HDR组合的可能性,可达90dB动态范围。这两个读出放大器的一个有可定制的16位动态范围,这为许多应用提供了优势,如高能物理、生命科学、技术\工程\数学(TEM)、天文学和空间态势感知。XIMEA(Broomfield,CO;ximea.com)

18 XIMEA MX377相机

20、激光和光源 | 低成本高重复率大脉冲能量 Q开关激光器

Colibri HR1.5µm(Q开关)激光器的重复频率高达300kHz,输出2µJ的脉冲能量和优良光束质量的19×18×16.5mm封装。此外,它的成本比市场上其他低成本的1550nm脉冲光纤激光器小很多。令人印象深刻的是其性能平衡,高重复频率、频率略低时大的脉冲能量和优良的光束质量,加上它的小尺寸和低成本,能广泛应用在高级驾驶辅助系统(ADAS)、机器人、自动导向搬运车系统(AGVs)、测距仪和安全领域。Hitronics Technologies(Milpitas,CA;hi-tronics.com)

19 Hitronics Technologies 的Colibri Hi-Rep1.5µm Q开关激光器

21、激光和光源 | 宽重复频率高光束质量355m/50W激光器

在红外、绿色和紫外波长中,PicoBlade3能在较宽的重复频率(400kHz至8MHz)范围内输出355nm、50W的高功率优良光束质量的激光脉冲,激光脉冲稳定性高、长期输出功率稳定性高。高功率PicoBlade3采用了一种新的设计,能够在OLED、PCB、半导体、金属和太阳能电池加工等的微加工应用中提高加工速度和提高加工产量,允许用户切割更厚的基板、减少加工时间、提高质量。Lumentum (Milpitas,CA;lumentum.com)

20  Lumentum PicoBlade 3激光器

22、激光和光源 | 高耦合效率低成本紧凑型系列1.5µm光纤激光器

Aqila激光系列为1550nm光纤激光器的成本、尺寸和性能设定了一个新的基准。光纤耦合效率达到60%以上、测量范围50×55×19mm、降低50%成本和减小50%尺寸,使1550nm激光雷达更接近自动驾驶车辆主流采用的系统。不仅汽车制造商最终能够承担1.5µm激光雷达提供的远距离和高性能测距相关的成本,而且还可以更开放地将更小、更少干扰和低功耗的激光雷达集成到他们的车辆中。Hitronics Technologies(Milpitas,CA;hi-tronics.com)

21  Aqila系列1.5µm光纤激光器

23、测试和测量 | 高性能和高精度探测测量用可调谐光源

SpectralLED RS-7-SWIR可调谐光源通过9个LED提供纯固态发射的连续宽带短波红外(SWIR)照明,为SWIR图像传感器和InGaAs探测器在900~1700nm光谱范围内的特性提供了无与伦比的性能和精度。该平台适用于实验室或生产线的集成,LED阵列具有集成的温度控制,并实时光反馈,以确保固体介质的稳定性和激光输出的一致性。能输出多种光谱分布,光谱分布的典型切换时间为50ms。Gamma Scientific(圣地亚哥,加利福尼亚州;gamma-sci.com)

22  SpectralLED RS-7-1-SWIR可调谐光源

 

 

2020年创新奖:铜奖

24、光学 | 能产生精确的顶帽或梯度远场强度分布的广角扩散器

设计用于汽车激光雷达和三维传感应用,LIMO广角扩散器是一种玻璃折射光学元件,它将复杂的折射表面几何形状和抛光表面质量结合起来,向一个方向分散激光。有了第二个功能表面,光也可以在另一个方向的任何角度成形。广角扩散器适用于各种激光源,包括准直、较少准直、发散或激光阵列,它们可以产生精确的顶帽或梯度远场强度分布,甚至可达160°视场角(FOV)。也能实现非对称的远场分布。Focuslight Technologies(中国西安;focuslight.com)

23  LIMO广角扩散器

25、测试和测量 | 远距离高功率激光无线探测器

用于测量高达15kW的高功率激光的HP-BLU系列激光无线探测器集成了一个无线数据传输模块,该模块允许距离达30米的远程监控探测器,并由电池操作以减少布线。可以提供三个功率级别的功率测量:4kW、12kW和15kW,定制型号可达100kW。有了无线输出,就使在外围或难以到达的区域进行大功率激光测量成为现实。专有光学吸收器具有非常高的损伤阈值,允许在最大功率下连续工作,即使是长期监测也是如此。Gentec-EO(加拿大魁北克市,QC;gentec-eo.com)

24  HP-BLU系列高功率激光无线探测器

26、激光和光源 | 高脉冲能量高光束质量超小型 1.5µm激光器

Colibri HP1.5µm(Q开关)激光器的重复频率低(100Hz),但脉冲能量高(300µJ),光束质量优良。专有技术使在16×25mm的超小型尺寸内,在1.5µm波长下具有全新的性能水平。尺寸、性能和成本之间的平衡使公司能够为远程测距和绘图创造完全独特的设计。此外,高批量生产的极低成本使Colibri HP能够填补这些特殊应用在市场上的空白。Hitronics Technologies(Milpitas,CA;hi-tronics.com)

25  Colibri Hi-power 1.5µm激光器

27、 应用及案例研究 | 低成本高效率高质量铝合金激光焊接工艺及系统

这一新开发的激光焊接解决方案使现有的铝基产品提高了成本效率,且能在环境温度下生产,无孔隙和无氧化铝焊缝,没有屏蔽气体。该工艺不仅比使用自穿铆钉和流钻螺钉制造的接头获得更高的接头强度,而且抑制了铝焊缝中气孔和开裂的形成,显著提高了表面质量。这种新开发的激光焊接技术提高了制造灵活性,降低了凯迪拉克CT-6的门制造成本。中国科学院上海光学精密机械研究所(english.siom.cas.cn)

26  SIOM铝合金超快超强激光焊接工艺及系统

28、测试和测量 | 能迅速高效收集数据的可视移动反射仪

Laserlux G7 Vision弥补了汽车和基础设施行业之间的差距,通过数值显示性能,将光子学扩展到新的新兴市场,并提高了道路和机场基础设施的质量,使它们对所有用户更安全。通过一项支付费用的小投资,能非常迅速高效地在整个道路或机场网络上收集数据。本产品有助于创建和维护具有明确、可见的道路车道的高质量交通基础设施。Gamma Scientific(圣地亚哥,加利福尼亚州;gamma-sci.com)

27  Laserlux G7可视移动反射仪

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