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激光先进智能制造工程技术中心


 

中心定位:中心隶属东莞理工学院科技创新研究院,为东莞理工学院重大科技平台;中心围绕智能制造相关领域,建设激光先进智能制造工程技术中心,以技术创新为动力,以产学研合作、创新基地打造、开放平台搭建为主要手段,以集聚创新人才、孵化高新技术企业、服务地方产业发展、提升智能制造产业竞争优势为目标,实现人才培养、关键技术研发、成果培育转化、国际合作交流、新学科建设等五大功能,打造国内一流、国外具有核心竞争力的激光先进智能制造工程技术中心。

研究领域:开展激光光源及应用、激光先进制造技术,太赫兹技术及应用、光电功能材料及应用等四个方面研究,以新型二维材料、先进半导体材料与器件的制备为基础,研制高效、便携式光纤激光器、高功率半导体激光器以及太赫兹光谱成像仪等核心装备,推广激光技术、太赫兹技术在先进智能制造、材料科学、生物医学、人体安检、通信等领域的应用。

说明: 图片1

研究内容示意图

研究团队

研究团队由16名科研人员组成,包括中科院院士2名、学科方向领军人才3名、学科骨干3名,具有博士学位人员14名。

前期研究成果

一、激光光源及应用

(1)高功率光纤激光器

科研团队已成功研制千瓦级输出功率的单纤光纤激光器,其中2kW和3kW光纤输出半导体激光模块,已用于激光焊接厚钢板领域;5kW半导体激光的直接输出模块,已经用于激光熔覆等领域。

说明: D:\实验室图片\P61124-225922.jpg说明: D:\实验室图片\mmexport1477372683164.jpg

千瓦级光纤激光器

说明: 20170427_174249    说明: P61209-162733

                                   2kw光纤输出半导体激光模块           3kw光纤输出半导体激光模块

说明: P70116-162649 (2) 

5kw光纤输出半导体激光模块

此外,为了进一步提升光纤激光器输出功率,开展半导体激光mini-bar合束技术研究,已成功研制光纤芯径400μm,NA0.22的400W光纤耦合模块;以及光纤芯径200μm,NA0.22的100W光纤耦合模块。

说明: 截图09,说明: 截图00

光纤耦合模块

2)飞秒光纤激光器

科研团队已成功研制平均功率≥20W,脉冲宽度≤60飞秒的Yb光纤激光器,其基本结构如图所示。

飞秒Yb光纤激光系统结构示意图

(a)振荡器,(b)预放大器,(c)主放大器。

二、激光先进制造技术

1超快飞秒激光TCO蚀刻系统

利用团队改进的传递矩阵法,优化激光谐振腔设计,使得产生的飞秒激光光源最后激光输出脉冲宽度可窄至120fs到40fs,输出能量可高达0.1mJ到2mJ,从而确保系统可以有效处理几乎所有TCO材料。

飞秒激光刻蚀加工系统示意图

(2)先进光纤激光技术及应用

开展微纳结构增强光纤激光技术及传感应用研究,发展了多种方法制备出高性能光纤SERS探针,并研制出具有自主知识产权的光纤探针增强型便携式拉曼光谱仪,显著提高了当前市场上商售便携式拉曼光谱仪的检测灵敏度,并尝试将其用于食品安全、环境科学、生物医学、光催化等领域。

制备出的各种形貌的光纤SERS探针

说明: C:\Users\liuye\AppData\Roaming\Tencent\Users\108648805\QQ\WinTemp\RichOle\JS}4~4_0ZK]PZK5JT3BV_RQ.png说明: C:\Users\liuye\AppData\Roaming\Tencent\Users\108648805\QQ\WinTemp\RichOle\R3_GN6RR[QSE7WO3@XF0[(Y.png

光纤SERS探针对典型农药残留和食品非法添加剂的检测结果

 

三、太赫兹技术及其应用

太赫兹波谱技术一种全新的探测、研究和识别工具,在材料、物理、化学和生物等自然学科以及无损检测等方面具有广泛的应用前景。

研究团队针对太赫兹波谱和成像技术在生物医学、材料检测、人体安检等方面存在的问题,开展太赫兹波与物质相互作用机理与现象探测和太赫兹光谱成像关键探测部件与系统研发,建立太赫兹生物、半导体材料和人体安检检测平台,以“广东省太赫兹通信与检测工程中心”为支点,建设具有国际先进水平的、面向国内外开放的太赫兹研究的公共技术平台和研究基地以及太赫兹科技人才培养平台,为实现我校光电信息、电子科学与技术、新材料等学科的跨越式发展奠定良好基础,为广东乃至于国家的经济、科技发展服务。

 

太赫兹波与物质作用基础研究

太赫兹关键部件与系统研发

 

四、光电功能材料及应用

光电功能材料及应用团队旨在开发照明与显示相关的新型发光材料。主要包括透明陶瓷发光材料、LED用发光材料、植物生长照明发光材料、新型量子点发光材料以及新型纳米发光材料。所涉猎的新型材料领域将显著地服务东莞乃至广东相关产业,在照明与显示领域的若干个方面发挥引领作用。

团队已经掌握了商用铝酸盐、硅酸盐、氮化物三大体系高效发光材料的制备工艺,这些发光材料将应用于激光照明、LED与植物照明领域。

新型显示/照明发光材料的开发与应用示意图

团队已经合成了高效新型三元I-III-VI2族量子点和钙钛矿量子点材料,该材料具有成本低廉、工艺简单等特点,在照明和显示领域具有明显的优势,是极具产业化前景的新材料。另外,与商用的镉基量子点相比,这两类量子点对环境更加友好。该类材料将应用于广色域量子点显示、生物示踪等领域。

新型高效量子点材料的制备与应用

团队已开发多种新型全光谱照明发光材料与上转换发光材料。全光谱照明材料用于模拟太阳光,具有高显色性和低色温性,将提供更为适合人眼的暖白光照明环境。相关成果以封面文章发表在著名国际期刊Dalton Transactions上(Dalton Trans., 2019, 48,2917)。

 


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