image1961-63

Первый волоконый лазер и усилитель

+

В 1961, году Элиес Снитцер с группой сотрудников создали первый в мире волоконный лазер. Работы проводились в бывшем комплексе компании American Optical в горорде Саутбридж, штат Массачусеттс. Первый волоконный лазер использовал допированное неодимием стекло и был накачан дуговой лампой.

 

 

E. Snitzer and J. W. Hicks, "Optical Wave-Guide Modes in Small Glass Fibers, I Theoretical," paper TB36, Program of the 1959 Annual Meeting of the Optical Society of America, Vol 49, p. 1128, November 1959.

H. Osterberg, E. Snitzer, M. Polanyi, R. Hilberg, "Optical Wave-Guide Modes in Small Glass Fibers, II Experimental," paper TB37, Program of the 1959 Annual Meeting of the Optical Society of America, Vol 49, p. 1128, November 1959.

E. Snitzer, “Proposed fiber cavities for optical masers”, J. Appl. Phys. 32 (1), 36 (1961)

E. Snitzer, "Optial MASER Action of Nd+3 in a barium Crown Glass," Physical Review Letters, Volume 7, Number 12, pp. 444-446, December 15, 1961.

 

В 1963-64 годах Элиес Снитцер и Чарлз Костер продемонстрировали первый в мире волоконный лазерный усилитель.

C. J. Koester and E. Snitzer, “Amplification in a fiber laser”, Appl. Opt. 3 (10), 1182 (1964)

Впоследствии оптические волоконные усилители сделали возможным создание глобальных телекоммуникационных сетей.

image1964-72

Фундаментальные исследования лазерных кристаллов и стекол; высокоэффективное Nd-фосфатное лазерное стекло

+

С 1964 года как аспирант и позднее как к.ф.-м.н. в науке о материалах,  В.П. Гапонцев, специализировался на фундаментальных исследованиях безызлучательных процессов многофононной релаксации и передачи энергии возбуждения между ионами редкоземельных и переходных металлов и уранила в стеклах и кристаллах. Используя разработанную самим уникальную по тем временам сверхточную установку с чувствительностью до одного фотона и пикосекундным временным разрешением, В.П. Гапонцев исследовал более 8000 образцов стекол всевозможных составов, структур и  комбинаций активаторов.

 

В 1971-72 годах В.П. Гапонцев в составе группы исследователей впервые в мире разработал высокоэффективное неодимовое фосфатное лазерное стекло. Было развернуто промышленное производство больших стержней и слябов. Позднее были разработаны первые иттербий-эрбиевые лазерные стекла промышленной градации, затем хром-иттербий-эрбиевое стекло, которые до сих пор используются как активная среда для безопасных для зрения дальномеров. Были продемонстрированы также первые лазеры диапазона 1.5 мкм с энергией в импульсе до 100 Дж и другие приборы.

image1973

Первый волоконный лазер с торцевой накачкой

+

J. Stone и C. A. Burrus впервые продемонстрировали оптическую накачку волоконного лазера в торец  волокна. Накачка легированного неодимием волоконного лазера была произведена с помощью импульсного лазера на красителях и аргон-ионного лазера.

 

C. A. Burrus and J. Stone, “Nd3+ doped SiO2 lasers in an end-pumped fiber geometry”, Appl. Phys. Lett. 23 (7), 388 (1973)

 

При этом сразу выявились преимущества волоконных лазеров.

  • Первое преимущество, это высокая эффективность использования излучения накачки. Излучение накачки распространяется в волокне с низкими потерями и эффективно поглощается.
  • Вторым преимуществом является высокое отношение поверхности волокна к объему активной среды, решающее проблему образования термической линзы и позволяющее использовать простейшие схемы охлаждения, в том числе воздушного охлаждения.
  • Третьим преимуществом является возможность получения больших коэффициентов усиления даже на слабых переходах.

 

image1985

Первый одномодовый волоконный лазер

+

R. J. Mears et. al сообщили о создании одномодового волоконного лазера на кварцевом волокне легированным неодимием, с мощностью 1 мВт, с накачкой лазерным диодом на основе двойной гетероструктуры GaAIAs .

 

"Neodymium-doped silica single-mode fibre lasers" R.J. Mears; L. Reekie; S.B. Poole; D.N. Payne, Electronics Letters, Volume 21, Issue 17, 15 August 1985, p. 738 – 740

 

С этого момента начался бурный рост числа работ, посвященных волоконным лазерам, как эффективным источникам для волоконных линий связи. Это позволило отказаться от традиционных оптических дискретных элементов и конструировать волоконные системы в виде интегральных устройств, не нуждающихся в настройках и юстировках, а, значит, не боящихся их нарушений. 

image1987

Создан активированый эрбием волоконный усилитель

+

Дэвид Пэйн (университет Саутгемптона) и Эммануэль Дезервайр и Рэнди Джайлс (Белл Лэбз) создали допированный эрбием волоконный усилитель (EDFA), который революционизировал оптоволоконную связь на больших расстояниях. Эти технологии открыли широкополосный доступ в Интернет и сделали возможной голосовую связь людей по всему миру.

image1988

Первое сообщение о накачке многооболочечного световода

+

Переход к многооболочечным световодам позволил использовать для торцевой накачки более мощные многомодовые лазерные диоды.

 

E. Snitzer et al., “Double-clad, offset-core Nd fiber laser”, Proc. Conf. Optical Fiber Sensors, Postdeadline paper PD5 (1988)

image1989

Предложена методика формирования в волокне брэгговских решеток

+

Брэгговские решетки были произведены в германосиликатных оптических волокнах облучением ядра через боковую сторону оболочки когерентной ультрафиолетовой двухлучевой интерференционной структурой с длиной волны около 244 нм.

 

G. Meltz, W. W. Morey, and W. H. Glenn, Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method, Optics Letters Vol. 14, Issue 15, pp. 823-825 (1989)

 

Использование брегговских решеток в качестве отражателей лазерного резонатора позволяет выполнять весь лазер в виде интегрального волоконного устройства. Поскольку свет в таких устройствах распространяется внутри волокна, куда нет доступа пыли и влаге, они отличаются устойчивостью к воздействиям окружающей среды.

image1990-91

Эрбиевые волоконные лазеры с выходой мощностью 2 и 5 Вт

+

В. П. Гапонцев и И. Е. Самарцев продемонстрировали двух-ваттный непрерывный эрбиевый волоконный лазер на длине волны 1.54 μm в 1990 году. Пяти-ваттный лазер был показан в 1991 году.

В этих публикациях были сформулированы предпосылки создания волоконных лазеров с уровнями выходной мощности в десятки и сотни Ватт непрерывного излучения.

 

V.P. Gapontsev and I.E. Samartsev, High-Power Fiber Lasers, OSA Conference edition, Advanced Solid-State Lasers, Formerly Tunable Solid-State Lasers, March 5-7, 1990, Salt Lake City, Utah, p.127.

 

V.P. Gapontsev and I.E. Samartsev, High-Power Fiber Lasers, OSA Proceedings on Advanced Solid-State Lasers, 1991, 6 p. 258.

 

"Эффективный метод доставки света в оболочку был открыт Валентином Гапонцевым и Игорем Самарцевым. Их техника боковой накачки позволила использовать большое количество лазерных диодов для накачки одномодового волокна, что привело к созданию инфракрасных лазеров высокой мощности с практически идеальным качеством пучка. Лазеры, когда-то размером с комнату, стали теперь не больше книги. Эти открытия привели к созданию различных волоконных лазеров и оптических усилителей высокой мощности. Оптические усилители преобразуют небольшой световой сигнал в мощный луч, часто в тысячу раз ярче, но в остальном идентичный исходному сигналу. Эти оптические усилители в настоящее время используются в системах от кабельного телевидения до беспроводных сетей передающих данные через Интернет непосредственно в офисы через ближайшее окно. Впоследствии были изобретены несколько новых классов устройств: усилители для различных длин волн света, и другие, производящие высокую мощность при низкой стоимости усиления в более широком диапазоне длин волн."

image1991

Создание компании ИРЭ ПОЛЮС

+

НТО «ИРЭ-Полюс» было создано заведующим лабораторией ИРЭ РАН В.Гапонцевым в декабре 1991 г. на базе нескольких сотрудников и студентов В.Гапонцева и группы сотрудников НИИ «Полюс» под руководством А.Шестакова. При этом ИРЭ РАН и НИИ Полюс выступали в качестве соучредителей НТО. Отсюда происходит и его название. 

Команда, включшая несколько студентов, пыталась делать и продавать стеклянные и кристаллические лазеры по заказу, а также беспроволочные сенсоры температуры для гипертермии рака и некоторые лазерные компоненты. Однако усилия в маркетинге этих продуктов не принесли коммерческого успеха, несмотря на то, что ряд из этих продуктов не имел аналогов в мире.

 

image1992

Разработка волоконных лазеров высокой мощности

+

Первоначально предполагалось, что НТО займется внедрением в России разработок в области твердотельных лазеров и лазерных материалов, выполненных в 80-е годы группами Гапонцева в ИРЭ и Шестакова в Полюсе. Однако два года безуспешных попыток показали, что выбранные направления бесперспективны в силу экономической разрухи на внутреннем рынке и низкой конкурентоспособности на внешнем.

 

Российский рынок был заморожен, а западный рынок не демонстрировал интереса к технологиям ИРЕ-Полюс. Родилось, понимание что единственный шанс проникнуть на мировой рынок — это создать абсолютно новую технологию — не только намного лучшую, но также высококонкурентную коммерчески. В.Гапонцев предложил закрыть неэффективные проекты и сосредоточиться на новом песпективном направлении - волоконных лазерах и усилителях. Пионерские работы в этой области появились к тому времени в США и Англии. Предварительные результаты были получены и в НТО.

 

Компания полностью сконцентрировалась на волоконных лазерах высокой мощности. На свой риск В.Гапонцев взял крупный кредит в коммерческом банке и форсировал разработки в этом направлении. Группа А.Шестакова отказалась поддержать изменения в бизнес-ориентирах, в результате чего в начале 1994 г. коалиция распалась и команда Полюса вышла из состава НТО.

image1993

IPG разработала коммерческий телекоммуникационный эрбиевый волоконный усилитель

+

В 1993 году IPG заключила свой первый значительный контракт с крупным итальянским оператором связи Italtel.


Задачей IPG была разработка волоконного усилителя высокой мощности. Эрбиевый усилитель с рекордной выходной мощностью 200 мВт стал первым коммерческим продуктом IPG. Еще два контракта быстро последовали за первым. В целом, все три заказа принесли IPG $750,000.


После этого успеха IPG разработала серию эрбиевых волоконных усилителей, которые использовали новаторские решения в схеме накачки и волоконной оптики. Компания Italtel стремилась выпустить технологии IPG на рынок как можно скорее, но ее бизнес модель не позволяла риска работы с маленьким поставщиком из России. Italtel убедила В.П. Гапонцева перенести производство компонентов в Италию. Таким образом IPG основала дочернюю компанию в Европе.

image1994

IPG Laser основана в Германии

+

В 1994 году IPG нашла еще одного серьезного покупателя в Германии, Dornier (дочка DaimlerBenz Aerospace). По заказу Dornier, для проекта EuroCopter, IPG разработала первый безопасный для глаз импульсный эрбиевый лазерный передатчик для систем контроля препятствий. В. П. Гапонцев прдложил новаторское волоконное решение, и DBA согласилась профинансировать разработки, при условии выполнения их в Германии.
В результате, IPG открыла второе европейское отделение в Берлине. Год спустя IPG приобрела небольшую фабрику около Франкфурта, где впоследствии были построены крупные производственные мощности и исследовательские лаборатории.

 

 

Портфель уникальных компонентов различных тончайших технологий их изготовления и оригинальной схемотехники приборов, прецизионных технологий сборки приборов, глубокое понимание физики и структуры используемых материалов и многие другие ноу-хау и образовали вместе новую, очень мощную технологическую платформу, которая революционизировала лазерный рынок.

 

image1996

Первый одномодовый волоконный лазер с выходной мощностью 10 Вт

+

В 1996 году IPG Laser выпустила на рынок первый в мире коммерческий волоконный лазер с накачкой через оболочку, идеальным качеством пучка и выходной мощностью 10 Вт.

 

Laser Focus World, 08/01/2002

Fiber Lasers Grow in Power

Valentin Gapontsev and William Krupke

"The fiber laser has a history almost as long as that of the laser itself. Since its invention in 1963 by Elias Snitzer, the fiber laser required almost two decades of development before the first commercial devices appeared on the market in the late 1980s. These lasers used single-mode diode pumping, emitted a few tens of milliwatts, and attracted users because of their large gains and the feasibility of single-mode continuous-wave (CW) lasing for many transitions of rare-earth ions not achievable in the more-usual crystal-laser version. The most well-known application of fiber-laser technology is in 1550-nm erbium-doped fiber amplifiers.

 

For many laser applications, however, watts of optical power rather than milliwatts are required. The jump to watt-level fiber-laser output occurred in 1990, when a 4-W erbium-doped fiber laser was reported. This development laid the groundwork for ten-watt and higher single-mode fiber lasers suitable for micromachining and other applications-the first true high-power fiber lasers.

 

The modern high-power fiber laser is pumped by high-power multimode diodes via a cladding surrounding a single-mode core. In end-pumping architecture, multimode diode pump radiation is injected into the pump cladding through an end facet of the composite fiber, propagates along the fiber structure, periodically traversing the doped single-mode fiber core, and produces a population inversion in the core fiber.

 

A more advanced fully spliced side-pumped fiber laser was developed by IPG Laser (now a subsidiary of IPG Photonics). It includes an active fiber with facets that are free for splicing with other fiberoptic components or gain stages, thus enabling multiple points for injection of pump radiation into the cladding. As a result, a simple scaling of total fiber-laser output power became practical. Other side-pumped techniques include V-groove coupling. In 1996, industrial-quality, diffraction-limited 10-W-class cladding-pumped fiber lasers were launched by IPG Photonics; similar lasers were soon introduced by Polaroid (Cambridge, MA), Spectra Diode Labs (now JDS Uniphase; San Jose, CA), and Spectra Physics (Mountain View, CA)."

image1996

Иттербиевые наносекундные импульсные лазеры

+

В 1996 году IPG разработала импульсные лазеры для маркировки и микрообработки материалов.

 

Иттербиевые импульсные лазеры нашли широкое применение в маркировке. Маркировочные системы на основе волоконых лазеров гораздо производительнее, компактней и энергоэффективней чем системы на основе традиционной твердотельной технологии DPSS YAG. Качество маркировки также сильно улучшилось благодаря отличному одномодовому профилю пучка. Благодаря отсутствию тепловой линзы, стало возможно изменять мощность лазера и частоту повторения импульсов в широком диапазоне независимо от энергии импульса и без перестройки лазера.


Компактные, использующие воздушное охлаждение, не требующие ремонта и поддержки импульсные модули IPG прекрасно подходят для разнообразных применений в микрообработке, таких как обработка фольги, резка резисторов, фотовольтаика, скрайбирование, текстурирование поверхностей и многих других.

image1997

Контракт с Bell South/Reltek Telecom в США

+

Reltec Communications стала для IPG первым крупным ОЕМ покупателем - производителем систем/оригинального оборудования.  IPG заключила контракт на поставку высокомощных мульти-канальных усилителей для широкополосных оптоволоконных систем, предоставляющих услуги конечному пользователю ("волокно в дом").

 

В течение первых нескольких лет IPG приобрела признание и репутацию уважаемой высокотехнологичной компании и пионера в области новаторских высокомощных волоконных лазеров и усилителей. IPG разработала сотни уникальных продуктов для различных применений и продавала их покупателям в Японии и США, а также в Германии и других странах Европы. Однако скоро стало ясно, что IPG не сможет дальше расти без массового производства. В 1997 году IPG заключила свой первый крупный контракт на поставку волоконных усилителей с ОЕМ производителем телекоммуникационных систем Reltec Communications. Высокомощные мульти-канальные усилители IPG были интегрированы в широкополосные оптоволоконные системы, предоставляющие услуги конечному пользователю ("волокно в дом"), устанавливливаемые в США компанией BellSouth.

 


Данный контракт дал IPG статус высококачественного поставщика для ОЕМ производителей, что трансформировало IPG в глобального производителя активных компонентов телекоммукационного оборудования. Чтобы удовлетворить спрос Reltec и BellSouth и растущего количества покупателей в США в 1998 году IPG открыла новые производственные мощности в Италии и США.

image1998

Основана корпорация IPG Photonics

+

Корпорация IPG Photonics была основана в США с штаб-квартирой в Оксфорд, штат Массачусетс. Производственная площадка в Оксфорде включает в себя лаборатории перспективных разработок и лабораторию по применениям лазеров.


К 2000му году ежегодные продажи IPG выросли до 52 млн долларов при высокой степени доходности. Список потребителей включал в себя Alcatel, Fujitsu, Lucent, Marconi (Reltec) и Siemens. IPG получила 100 млн долларов в обмен на менее чем 10% своего капитала от консорцима инвесторов и готовилась к публичному акционированию.


Не довольствуясь успехами на телекоммуникационном рынке, IPG активно разрабатывала и продавала разнообразные волоконные лазеры для большого списка применений в разных индустриях. Именно в этот период IPG получила потрясающие воображение результаты в создании своей флагманской технологии многокиловаттных волоконных лазеров с диодной накачкой.

image2000

Первый одномодовый волоконный лазер с выходной мощностью 100 Вт

+

Компания IPG представила одномодовый волоконный лазер мощностью 100 Вт, использующий многоканальную боковую накачку.

 

Laser Focus World, 08/01/2002

Fiber lasers grow in power

Валентин Гапонцев и Вильям Крупке

  

Первый одномодовый волоконный лазер мощностью 100 Вт, использующий многоканальную боковую накачку был представлен IPG в 2000м году. Благодаря высокой плотности излучения этот лазер может быть использован для сварки, спекания и пайки твердым припоем.

 

In comparison, conventional DPSSLs use diode pump bars (typically producing 40 W of power, each bar consisting of several tens of stripe laser emitters) with an operating lifetime of typically 5000 to 10,000 h. The relatively high unit price of a 40-W bar, combined with an average bar lifetime, can lead to DPSSL lifetimes of less than 8000 h.

 

Multiple pump modules for a side-pumped fiber laser can be packaged to avoid local regions of intense heat generation (found in all high-power DPSSLs) and the use of simple convective air-cooling (vs. water cooling for DPSSLs). Likewise, in a high-power fiber laser, waste heat generated in the laser gain medium (the fiber) is dispersed over a large surface area, precluding the need to actively cool the laser medium as in the typical DPSSL. Because the fiber can only support the fundamental spatial mode, the beam quality of the fiber laser is insensitive to the power operating point of the laser, which is often not the case for high-power DPSSLs.

 

image2000-02

Создание медицинского оборудования на базе высокомощных волоконных и диодных лазерах

+

В начале 2000х годов ИРЭ-Полюс и IPG Photonics, основываясь на высокомощных диодных и волоконных лазерах, разработали несколько вариантов прототипов медицинских аппаратов для исследований.

Компания ИРЭ-Полюс разработала аппараты серии ЛСП «ИРЭ-Полюс» основанных на волоконных лазерах с длинной волны 1.56 мкм (Регистрационное удостоверение Министерства Здравоохранения Российской Федерации от 2001 года), 1,94 мкм и двух-волновой 0,97+1,56 мкм (РУ Минздрава РФ от 2004 года).

В следствии в IPG Photonics разработали исследовательские прототипы мощных медицинских аппаратов с длинной волны 1,94 мкм (40 и 110 Вт) для применения в эндоурологии, которые были описаны в научной публикации (N.M. Fried et al:  N.M.Fried, K.E.Murray. High-power Thullium Fiber Laser Ablation of Urinary Tissues at 1.94μm. J. of Endourology, v.19.No1. 2005.pp 25-31.)

Инновационная исследовательская работа IPG и ИРЭ-Полюс, привела к формированию уникальной линейки лазернов. В свою очередь эти лазеры закупаются производителями медицинского оборудования для интегрирования в готовые медицинские аппараты, которые на сегодняшний день используются во множестве медицинских применений. 

image2002

Development of Single-emitter Pump Diodes

+

Dissatisfied with the cost, performance and quality of available components, IPG embarked on a comprehensive strategy of vertical integration.

 

SPIE Professional, July 2007

Independent Thinker: Valentin Gapontsev

By Valentin P. Gapontsev

 

"By the end of 2000, telecom capital spending had evaporated. Most of the large- and mid-sized telecom hardware and components manufacturers lost 70% to 90% of their business and many others shut their doors. Our revenue was down nearly 60% and yet our suppliers weren’t budging on pricing or terms.

 

With our future on the line, I thought back to the times before when following the principles of freedom and self-determination had pulled us through. When other companies in our market, even cash-rich companies, had frozen investments and started to cut their staff, we made the critical decision to invest in our future. We invested nearly all of our remaining capital in the development of advanced high-power products, advanced mass production lines and, most importantly, in a high-volume production facility to make our own high-power pump diodes. This facility enabled us to cut our dependence on sole source suppliers and radically cut production costs.

 

In making this investment, we were effectively betting the company on the competitive benefits of vertical integration. If we could manage the price, quality, and quantity of our components, I knew we could accomplish this goal.

 

We manufactured everything from the diodes, which pump the amplifiers and lasers, to the various specialty optical fibers that generate and transmit the laser emission, as well as many other optical and optoelectronic components. We believed that with a vertically integrated supply chain we could produce higher-quality diodes for up to 90% less than we paid to our suppliers.

 

After only three years, we developed world-class pump diodes that exceeded the power, brightness, and reliability of those produced by the leading supplier. But the main benefit was our ability to dramatically reduce manufacturing costs. Moreover, IPG built and deployed the world’s largest pump laser diode production line and manufactured more diodes than all our competitors put together.

 

The availability of high-quality and low-cost pump diodes opened up an opportunity for IPG in 2003. We introduced to the market a revolutionary new generation of super power multi-kilowatt fiber lasers that, in a short period of time, completely changed the competitive landscape in the metal cutting and welding market segment by displacing conventional crystal and carbon gas lasers. At the same time, working closely with our customers, we have spurred the emergence of major new markets for lasers. After hitting a low point of $22 million in sales in 2002, we have grown to more than $143 million in 2006."

image2002-03

Development of kW-class Industrial Fiber Lasers

+

In just a few months over 2002 and 2003 IPG developed multiple kW multi-mode industrial class fiber lasers.

 

Laser Focus World, 08/01/2002

Fiber lasers grow in power

by Valentin Gapontsev and Willliam Krupke

"Scaling to higher fiber output powers can be accomplished readily by combining the output beams from several 100-W-class fiber lasers. For example, the output beams of seven 100-W fiber lasers are delivered by seven single-mode fibers over a distance of up to 30 m and then combined in a multifiber beam combiner providing an outer beam diameter of 80 μm and a divergence less than 40 mrad. This corresponds to an output beam parameter product of just less than 1.6 mm-mrad (M2 of 5); the combined output power of 700 W can result in a beam intensity at the work piece of greater than 50 MW/cm2. A DPSSL with comparable output power will typically exhibit a beam parameter product of greater than 10 mm-mrad and a resultant 50-times-lower intensity on the workpiece. The 700-W fiber laser is 55 × 60 × 95 cm3 in size and weighs 120 kg.

A 2-kW industrial fiber laser has recently been developed at IPG for heavy-duty metal-welding applications in the auto industry. This laser uses the same multimodule design approach as demonstrated in the 700-W laser and provides for power delivery over a 100-m length with a 200-æm-core-diameter fiber. The output beam quality for this unit is 15 mm-mrad-two to four times better than modern lamp-pumped Nd-YAG lasers at a similar power can provide via fiber delivery. It is anticipated that 4- and 10-kW industrial fiber lasers will follow by the end of 2002. The combined performance parameters of these lasers will allow them to penetrate to the heart of heavy-duty metal cutting, brazing, cladding, and welding applications."

 

image2004 - 2005

1 and 2 kW Single-mode Ytterbium Fiber Lasers

+

June 2004: IPG Photonics announced 1 kW single-mode output power from Ytterbium fiber laser, emitted from a 12 μm single-mode fiber.

 

January 2005: IPG Photonics announced 2 kW of single-mode output power from Ytterbium fiber laser, emitted from a 19 μm low mode fiber.

 

The laser provided record brightness compared to all results and demonstrations to date. IPG Photonics CEO Dr. Valentin Gapontsev presented this achievement at the Photonics West conference held in San Jose, California on January 24th.

 

V. Gapontsev, D. Gapontsev, A. Ovtchinnicov, N. Platonov, O. Shkurikhin, V. Fomin, A. Mashkin, M. Abramov, A. Ferin, V. Sergeev, I. Zaitsev, "All-fiber format 2 kW single mode CW Ytterbium fiber laser", Photonics West 2005, San Jose, USA, January 22–27, 2005. 

imageДекабрь 2004

IPG Opens kW-class Laser Factory in Burbach, Germany

+

IPG Laser GmbH opened a new factory in Burbach, Germany dedicated to manufacturing its unique multi-kilowatt fiber lasers.

 

The 20,000 sq. foot state-of-the art clean room facility substantially increased production capacity for IPG's high power fiber lasers, enabling high volume industrial production.

 

"With our new factory in Burbach, IPG can now produce more than 30 kilowatt-class lasers per month. It will be sufficient to fill multiple orders in 2005 for such lasers from our growing backlog," said CEO Valentin Gapontsev. "Now we are building a similar facility in Massachusetts to meet demand for 2006. Over the last three years, IPG has built strategic fully self-sufficient capacities for unique fiber, fiberoptic, and optoelectronic components, including a factory for mass production of what we believe are the highest efficiency and brightness and the most reliable pump laser diodes in production today."

imageМарт 2005

The World's Smallest 25 W Single-mode Fiber Laser

+

IPG Photonics Corporation introduced a new line of 1 to 25 Watt compact continuous wave (CW) single mode fiber lasers.

 

Measuring only 230 × 146 × 42 mm (including heat sink and fan) or about the size of a compact disc player, the diode-pumped Ytterbium fiber lasers are ideal for applications that require a highly compact and mobile light source at a cost-effective price, such as micro-welding, bending, sintering, soldering, engraving and marking.

 

YLM-C Series was made possible because they use IPG's new proprietary high power and high efficiency pump diodes and more advanced multi-clad fibers. The ultra-reliable, high brightness diodes have estimated lifetime (mean time before failure) well exceeding 100,000 hours.

imageМай 2005

IPG Introduces Picosecond Fiber Laser

+

At CLEO 2005 IPG introduced a compact and low cost platform of picosecond fiber lasers operating at 1070 nm wavelength.

 

The new single-mode laser line is capable of delivering microJoule level energy pulses and is a valuable tool for micromachining, drilling, medical, imaging and scientific applications.

The YLP-PS Series is a Ytterbium fiber laser line (1060-1080 nm) that, in standard configuration, produces single-mode output of up to 10 watts average power with peak powers up to 50 kilowatt and pulse durations of less than 5 picoseconds. Versatile extensions of the source are available and can transform YLP-PS Series into femtosecond, 10 to 100 ps selectable duration, polarization maintaining, microJoule level energy or into broadband "white light" picosecond continuum source broadly operating from 550 to 1800 nm with unprecedented spectral brightness.

imageMay 2005

IPG Introduces Single Frequency Erbium Fiber Laser

+

At CLEO 2005 IPG introduced a new series of single frequency Erbium fiber lasers operating at 1550 nm with a linewidth of less than 5 kHz.

 

The new single-frequency lasers are ideal choices for interferometry, coherent beam combining, free-space communication and sensing applications.

The ELR-SF Series of Erbium fiber lasers is available with output powers from 1 Watt to 50 Watts for randomly polarized models and from 1 Watt to 20 Watts for linearly polarized models. Offered in bench-top or rack mounted configurations, the ELR-SF Series has an easy-to-use front panel interface which includes a display monitor, on/off key switch and power control. An RS232 and GPIB interface allows for effortless integration into the user's set-up. Besides the 5 kHz linewidth version, IPG also offers the ELR-SF Series with 100 kHz linewidth.

imageАвгуст 2005

Использование волоконных лазеров в судостроении

+

Компания IPG Laser GmbH объявила о успешной демонстрации компанией IMG GmbH, которая является разработчиком и производителем судостроительного оборудования, процесса лазерной сварки судовых панелей размером 6 и 12 м с использованием 10 кВт волоконного лазера IPG. Сварка проходила в день открытых дверей компании IMG, 11 июля 2005г.

В процессе гибридной сварки с использованием стандартных сварочных головок было показано, что 10 кВт волоконный лазер может сваривать судовую сталь на высоких скоростях – листы толщиной 6мм на скорости 3,2м/мин, а листы 10мм на 1,5м/мин, используя 7,8кВт и 10кВт мощности лазера соответственно.

Луч с параметром качества пучка (BBP) равным 11мм х мрад доставляется по 50м волоконному кабелю с диаметром волокна 200 мкм. Как и прочие лазеры IPG, десятикиловаттный YLR-10000 очень прочен и надежно работает в суровых производственных условиях.

Компания IMG GmbH, расположенная в главном центре судостроения Германии, г.Росток, продолжит развивать применение мощных волоконных лазеров в судостроении. Компания планирует использовать 10 кВт волоконные лазеры для скоростной гибридной сварки судовых сталей от 5 до 15мм толщиной в составе оборудования для сварки полноразмерных корабельных панелей.

imageИюнь 2006

IPG Introduces DLR Diode Laser Platform

+

IPG raises diode laser standards with its new ultra-reliable, super-efficient and low cost DLR platform. 

 

IPG introduces DLR lasers operating in 900 to 1000 nm spectral range and capable of delivering over 1 kW of optical power through a multimode fiber. The advanced direct diode laser line establishes new performance, reliability and cost standards for this class of systems and opens the door for various new applications in material processing.

The DLR Series is based upon state-of-the-art fiber combining of new super-bright diode modules that IPG had started mass production 18 months earlier. In 2005, each of the diode modules provided up to 20 W power in the 100 μm fiber core, with a numerical aperture less than 0.13.

imageJune 2006

Ernst & Young Entrepreneur of the Year 2006 Award

+

Fiber Laser Company Leader is Selected Winner in Industrial Products & Services Category.

 

Founder, Chairman and Chief Executive Officer Valentin P. Gapontsev, Ph.D. has won Ernst & Young's Entrepreneur of the Year Award in the Industrial Products and Services category in New England. Dr. Gapontsev was selected by an independent panel of judges and the award was presented at an Ernst & Young Entrepreneur Of The Year 20th anniversary gala event at the Boston Park Plaza Hotel on June 15th, 2006.

imageJune 2006

First Commercial 3 kW Single-mode Fiber Laser

+

V. Fomin, A. Mashkin, M. Abramov, A. Ferin, V. Gapontsev, “3 kW Yb fibre lasers with a single-mode output”, presented at the 3rd International Symposium on High-Power Fiber Lasers and their applications, St. Petersburg, Russia, 26–28 June 2006. 

 

June 19 2007: IPG Laser GmbH, a subsidiary of IPG Photonics Corporation (NASDAQ: IPGP), today announced that it released the world's first commercial three kilowatt continuous wave Ytterbium single mode fiber laser. IPG's multi-kilowatt single mode fiber laser family, with the highest power commercially available, is designed for deep penetration welding, remote welding and cutting, percussion drilling and fuel cell welding.

 

The new fiber laser represents the first low-cost alternative in deep penetration welding to expensive e-beam technology. Also in contrast to e-beam welding, the new higher power single mode fiber laser does not require operation in vacuum conditions. In addition, it is well-suited for fuel cell welding and directed energy programs because of its excellent beam quality at kilowatt power levels. IPG's new laser also is ideal for a wide range of industrial tasks, including thick plate cutting and welding and percussion drilling, as well as for use on high-strength metals used in the auto industry.

imageAugust 2006

Sales and Applications Office in Novi, Michigan

+

IPG opened a new facility in Novi, Michigan to strengthen support for existing and potential customers in the Midwest.

 

IPG Photonics has an extensive offering of industrial fiber lasers that are attractive to manufacturers and integrators due to the fiber laser's high-quality beam, low electrical consumption, low maintenance costs and small footprint.

imageDecember 2006

IPG Announces Initial Public Offering

+

IPG Photonics Corporation announced the pricing of the initial public offering of 9,000,000 shares of its common stock at $16.50 per share.

 

SPIE Professional, July 2007

Independent Thinker: Valentin Gapontsev

By Valentin P. Gapontsev

 

"IPG Photonics went public at the end of 2006. As a company dedicated to controlling its own destiny, the decision to move forward with a public equity offering was not easy for us. By 2006, however, the potential benefits of an IPO were too compelling to ignore.

 

Reports from the marketplace told us that it would be hard to increase our penetration much further without providing customers with the financial transparency and broader awareness that publicly held companies enjoy. Going public also was the most reasonable way to provide our long-term investors with the liquidity they deserved.

 

While we experienced some small changes after becoming a public company, in spirit we are still very much the company I founded in a small lab in Moscow more than 15 years ago. A company dedicated to scientific discovery and technology innovation. And a company willing to risk anything to preserve the freedom we cherish."

 

imageApril 2007

IPG Opens Office in Beijing, China

+

IPG Photonics Corporation has opened a new office in Beijing to provide local support and service for the Company's fiber lasers and fiber amplifiers in that region. Office staff will include approximately 30 trained sales, support, applications, technical and administrative personnel from IPG's Chinese distributor, HM Laser.

"Opening an office in Beijing demonstrates IPG's commitment to the China region and will enable the Company to provide prompt and direct technical support," said Dr. Valentin Gapontsev, IPG Photonics' Chief Executive Officer. "We are seeing increased business activity in the evolving Chinese market, and our continued success demands that we have a local team. IPG China will address local market needs and support future regional growth. With our three existing offices in Asia, we now have a solid foothold in the region."

imageJanuary 2008

IPG Enters Merchant Diode Business with Brightest, Most Powerful Line of Laser Diodes

+

IPG offers its compact, 20 W fiber-coupled laser diodes to OEMs for printing, medical, dental, industrial and telecom applications.

 

IPG Photonics announced that it is now selling the most powerful and highest brightness fiber-coupled laser diodes on a merchant basis to OEM customers in a variety of industries. Taking advantage of IPG's high volume production capacity and industry-leading quality control, IPG's laser diodes provide over 20 Watts of ultra-reliable output power in a compact size, allowing original equipment manufacturers to lower their cost per Watt and increase equipment lifetimes.

imageJanuary 2009

Two New Lines of Revolutionary Green Fiber Lasers

+

Fiber laser leader to enter additional markets and applications with new pulsed and CW green lasers.

 

IPG Photonics announced that it has developed two new families of fiber lasers in the green spectrum range allow the company to enter new markets and applications. At output wavelengths of 532 nm, the new pulsed 10 W green fiber laser and continuous wave (CW) 15 W green fiber laser provide the high single-mode beam quality, ease of use and high reliability that IPG's fiber lasers are known to deliver at lower prices than competitive green lasers.

imageFebruary 2009

Applications Lab in Silicon Valley

+

IPG increases support for west coast customers with the opening of a new 8,000 sq. ft. laser microprocessing applications facility.

 

The Silicon Valley Technology Center (SVTC) will concentrate on the advancement of laser micro-processing for the photovoltaic and medical device industries.

 

The Silicon Valley Applications lab will coordinate efforts with IPG’s other applications facilities around the world in USA, Germany, Italy, Russia, Japan, Korea and China.

imageJune 2009

World's First 10 kW Single-Mode Fiber Laser

+

IPG Photonics announced the successful test of its new ten kilowatt single-mode fiber laser, a world record in a production laser.

 

The unique laser produces 9.6 kilowatts of single-mode power through a single fiber at total efficiency exceeding 23%.

 

The world’s brightest commercial solid state laser enables multiple applications including remote cutting and welding as well as directed energy.

imageJuly 2009

100 Watt High Brightness Fiber-Coupled Laser Diodes

+

 IPG Photonics announced the availability of a 100 Watt fiber-coupled laser diode, the most powerful high brightness single-emitter based laser diode.

 

“This new laser diode delivers up to 100 W power out of a 105 µm core diameter fiber with a numerical aperture lower than 0.12” said Dr. Alex Ovtchinnikov, IPG Photonics Corporation’s Vice President - Components.

 

“It is assembled using IPG’s long-life 90 µm wide single-emitter chips and proprietary microoptics. The wall-plug efficiency exceeds 50% due to nonsaturated mode of operation at a thermally conductive passive cooling. The package size is an order of magnitude smaller than similar devices on the market. Also taking in account the lowest cost per Watt, the new PLD-100 series is well ahead in performance of any existing fiber-coupled laser diodes available in the market.”

 

Combining emission of these laser diodes, it is now possible to manufacture high-power diode laser modules or complete systems with output powers up to multiple kilowatts out of a reasonably thin fiber with a narrow-linewidth emission. Such a device provides new opportunities for plastic and metal welding, brazing, cladding, medical and many other applications, says IPG, and simplifies the pumping schemes of superpower fiber and disc lasers.

imageNovember 2009

Arthur L. Schawlow Award Presented to Dr. Valentin Gapontsev

+

Dr. Gapontsev Accepts Prestigious Laser Science and Engineering Award Recognized as “Father of Fiber Laser Industry”

 

IPG Photonics Corporation, the world leader in high power fiber lasers and amplifiers, is proud to announce that Founder, Chairman and Chief Executive Officer Valentin Gapontsev was the recipient of the Laser Institute of America’s (LIA) 2009 Arthur L. Schawlow award. The Schawlow award, which was first presented by the LIA in 1982, honors individuals who have made distinguished contributions to applications of lasers in science, industry, education or medicine. The award is named for Professor Arthur L. Schawlow, who received The Nobel Prize in Physics in 1981 for his contribution to the development of laser spectroscopy, and is LIA’s highest achievement award.

imageJanuary 2010

IPG Photonics Acquires Photonics Innovations

+

IPG Photonics Corporation Enters Emerging Middle-Infrared Laser Markets with Acquisition of Photonics Innovations, Inc.

 

IPG Photonics acquired a privately-held, Birmingham, Alabama-based Photonics Innovations, Inc. (PII), a maker of active and passive laser materials and tunable lasers for scientific, biomedical, technological, and eye-safe range-finding applications. The acquisition allows IPG to expand its product offerings to the middle infrared (approximately 2 to 5 micron). PII's core capabilities include novel optical and laser materials fabrication, solid state and tunable laser design, and optical and sensing systems development.

 

PII was established by researchers at The University of Alabama at Birmingham (UAB) to apply proprietary and patented optical materials, lasers, and spectroscopic technologies to the development and commercialization of state-of-the-art optical sensing instruments in rapid sensing, identification, and quantification of agents and materials. In addition to active and passive laser materials and tunable lasers, PII develops affordable and reliable middle-infrared microchip and external cavity broadly tunable light sources for scientific, sensing, medical and defense related applications. It also manufactures integrated state-of-the-art middle-infrared optical sensing instruments for rapid sensing, identification, and quantification of agents and materials.

 

"With the acquisition of Photonics Innovations, we plan to enhance IPG's product portfolio in middle-infrared spectral range - an exciting emerging market," said Dr. Valentin Gapontsev, IPG Photonics Chairman and CEO. "The combining of our state-of-the-art fiber laser technology with PII's proprietary transition metal doped ZnS and ZnSe based crystal laser materials has opened exciting opportunities to build new perfect hybrid laser sources in the range 2 to 5 μm for various applications. Both companies have complementary expertise and a passion for technological innovations. We look forward to integrating our similar entrepreneurial cultures and further strengthening our leadership position in fiber lasers."

 

"We are delighted to join IPG Photonics," commented Dr. Sergey Mirov, President of Photonics Innovations, Inc. "As a result of this merger, the combined company now has significantly more resources and the ability to target many new applications in biomedical, sensing, instrumentations, advanced systems, and material processing. IPG is a natural strategic fit for PII and we believe this will benefit both companies' customers."

imageApril 2010

IPG Acquires Cosytronic

+

IPG acquires Cosytronic KG, a specialist in the joining technology with an emphasis on automated welding turnkey solutions. 

 

IPG Photonics acquired privately-held, Germany-based Cosytronic KG (COSY), a specialist in the joining technology with an emphasis on engineering know-how in automated welding turnkey solutions. COSY's core capabilities include the development, engineering and application of new, modern joining techniques and innovative welding tools for many material processing end-markets. The acquisition allows IPG to extend its product offerings to include a welding tool that integrates seamlessly with IPG's fiber laser for target applications in automotive and sheet metal production, among others.

 

"With the acquisition of Cosytronic, we plan to enhance IPG's product portfolio of laser welding tools with fiber lasers - a promising complementary market for us," said Dr. Valentin Gapontsev, IPG Photonics Chairman and CEO. "Combining our state-of-the-art fiber laser technology with COSY's proven and innovative laser welding technology opens exciting opportunities to build robust integrated robotic solutions for various automotive, sheet metal production and other material applications. Both companies have complementary expertise, strong market reputations and a passion for technological innovations. We look forward to integrating our similar entrepreneurial cultures and further strengthening our leadership position in fiber lasers and solutions."

 

"We are excited to join IPG Photonics," commented Mr. Heribert Heinz, founder and Managing Director of Cosytronic KG. "The combined company now has significantly more resources to target larger customers and new applications, and the ability to have stronger technical integration of the tool and the laser. IPG is a natural strategic fit for COSY and we believe this will benefit both companies' customers."

 

The latest commercial product from COSY is the fiber-based Laser-Seam-Stepper for laser welding applications. Laser welding can be applied in car body plants and in the production of sheet metal components with the following advantages over traditional resistance spot welding process:

 

  • Higher processing speed and shorter production cycle times
  • Increased component strength with longer seams that create higher torsion stiffness
  • Total cost of ownership comparable to today's modern resistance welding systems
  • Flexible welding head and greater ability to handle the processing materials and
  • Continued focus on laser safety requirements without the need for an enclosed cell.
imageJanuary 2011

IPG's YLR-150/1500-QCW is 2010 Prism Award Winner

+

IPG Photonics received the 2010 Prism Award recognizing technological innovation of photonic products in the Industrial Lasers category.

 

IPG Photonics was recognized for the Quasi Continuous Wave (QCW) YLR-150/1500-QCW pulsed fiber laser as a means to replace the aging population of inefficient flash lamp-pumped solid state lasers with significantly smaller and longer lasting diode-pumped devices.

 

The laser can operate in CW or long pulse QCW mode with pulse duration from 10 μs to 50 ms and pulse repetiton rate up to 50 kHz. In the long pulse mode, the laser provides up to 15 Joules or energy per pulse with 1.5 kW peak power out of single-mode fiber. The single-mode beam quality combined with high pulse energy make this laser ideal for micromachining applications of a variety of materials.

 

IPG's QCW lasers have been introduced in 2009. They are offered with both single-mode or multimode beam quality, the peak power ranges from 1 to 20 kW. Laser pulses can be modulated with analog control to achieve the optimal temporal pulse shape or pulse train for any particular application. The lasers  are packaged as OEM YLM modules, end-user friendly YLR rack mounted units and YLS kW-class systems.

imageJune 2011

2010 Russian Federation National Award in Science and Technology

+

June 9, 2011

 

The 2010 Russian Federation National Award in Science and Technology is conferred to Valentin Gapontsev for his set of innovative designs and his creation of high-quality production of fibre lasers and fibre optic backbone and local connection systems

 

Valentin Gapontsev was born on February 23, 1939 in Moscow. Mr Gapontsev holds a Ph.D. in Physical and Mathematical Sciences and has served as Department Chair at the Moscow Institute of Physics and Technology as well as the Worcester Polytechnic Institute (USA). He is also the Director General of the IRE-Polus research and technology alliance, and the chair of the Board of Directors and Managing Director of the International research and technology corporation IPG Photonics.

 

Mr Gapontsev is a leading specialist in the field of laser physics and technology, fibre optic and opto-electronic technologies, and the founder of IPG Photonics research and production association, which develops and produces high-performance fibre lasers in Russia, Germany and the United States.

 

Mr Gapontsev’s work, which started about twenty years ago in Russia at IRE Polus research and technology association, is based on his idea of creating optical quantum generators on a fundamentally new technological platform.

 

His merits include his socio-educational work at laser technology science and education centres, where he has trained young Russian scientists and specialists in the field of laser physics.

imageМарт 2012

500 W 1.57 μm Source for Polymer Welding

+

High Power Fiber Laser Source with Wavelength for Polymer Welding Developed for European Project POLYBRIGHT

 

Many polymers transparent to 1 micron absorb well at at longer wavelengths in the infra-red. However, commercially available laser sources emitting at these wavelengths have not been available until recently. In order to extend the limits of polymer welding, laser producer IPG Laser GmbH, located in Burbach/Germany developed such laser sources and enhanced their optical power output. After two years of the project, a new laser source with an optical power of 500 W has been developed: an Erbium multimode fiber laser (ELS-500) emitting at 1567 nm.

imageSeptember 2012

IPG Photonics Acquires JPSA Laser

+

IPG expands integrated laser systems offerings in the fine processing markets with the acquisition of JPSA, a global supplier of laser micromachining systems.

 

The acquisition enables IPG to expand its integrated laser systems product offerings for fine-processing, precision cutting, drilling and micromachining of non-metals, including glass, semiconductors and ceramics. JPSA's systems perform advanced laser micromachining, micro cutting, scribing and laser lift-off for semiconductors, microfluidics, LEDs, thin film solar panels, micro-electro-mechanical systems (MEMs), biomedical technology and industrial automation applications.

 

"This acquisition broadens our customized laser-based systems offerings and provides significant sales synergies," said Dr. Valentin Gapontsev, IPG Photonics Chief Executive Officer. "The combination of JPSA's specialized laser systems and the UV and short pulse fiber lasers that IPG is developing now should allow us to deepen our penetration of the $800 million fine-processing market. At the same time, we plan to capitalize on opportunities to expand the global reach of JPSA's products through IPG's extensive sales and service network. In addition, we expect that the development expertise of the very experienced JPSA team would benefit our capabilities in other micromachining applications."

 

 

"Strong demand exists for better quality short-wavelength and short pulse width laser sources in applications addressed by JPSA's products," commented Jeff Sercel, CEO and Chief Technology Officer of JPSA. "While we will continue to sell our UV and excimer laser systems, as well as systems which use DPSS lasers, we strongly believe there are significant growth opportunities using advanced fiber lasers to displace traditional laser sources in high growth applications. Together, we will be able to sell into new applications, expand geographically and accelerate into markets where there are needs for advanced fiber laser technology. We look forward to being productive members of the IPG Photonics team."

 

About JPSA Laser

 

JPSA is a leading supplier of industrial grade UV excimer, DPSS, and Pico-second laser micromachining systems and materials processing services to customers worldwide. The Company's key applications include advanced automated systems for laser scribing and lift-off (LLO) of LEDs, thin film solar scribing, semiconductor, MEMs, research, biomedical, and industrial micromachining. JPSA's novel laser systems operate at wavelengths from 157 nm to 1064 nm, and are essential to a growing set of today's industrial micromachining applications. JPSA's experienced team of scientists and engineers work together in its applications lab to develop new techniques in laser-material interaction and high productivity laser systems and automation. JPSA is located in Manchester, New Hampshire.

 

imageMarch 2013

IPG Acquires Mobius Photonics

+

IPG Photonics Acquires Mobius Photonics to accelerate its entry into the UV laser market and deepen IPG's development team.

 

Mobius provides high-power pulsed UV fiber lasers for micromachining, wafer dicing and scribing, and microvia drilling.

 

"The acquisition of Mobius Photonics will augment our current development efforts in UV fiber lasers to quickly penetrate the UV laser market, which we believe could be a significant sales driver for IPG in the coming years. Mobius has deep expertise in UV lasers, a strong patent portfolio and proprietary techniques relating to UV lasers," said Dr. Valentin Gapontsev, IPG Photonics' Chief Executive Officer. "The market has been waiting for a cost-effective, reliable and stable UV fiber laser. Now that we can combine Mobius' UV laser expertise experience with IPG's low-cost, proprietary fiber, pump diode and component technologies, we believe that we can effectively build a presence in the fine processing market."

 

"This combination will enable us to leverage IPG's industry-leading fiber laser technology to advance Mobius' UV technology and provide our customers with low-cost advanced UV fiber lasers," said Dr. Robert Byer, Mobius' Co-Founder and Chairman. "We are proud of the accomplishments of our talented team and look forward to the many opportunities resulting from this transaction."

 

Kiyomi Monro, Mobius' CEO added, "I am pleased that the Mobius team will join IPG, a company clearly committed to investing in technology and the people behind it."

imageMarch 2013

The First Commercial 100 kW Fiber Laser

+

 E. Shcherbakov, V. Fomin, A. Abramov, A. Ferin, D. Mochalov, and Valentin P. Gapontsev, “Industrial Grade 100 kW Power CW Fiber Laser”, presented at Advanced Solid State Lasers 2013, Paris, France, 27 October–1 November 2013.

 

IPG delivered the first commercial 100 kW laser to NADEX Laser R&D (Nagoya City, Japan) for welding 300-mm-thick metal parts. 

 

Laser Focus World12/06/2013

MATERIALS PROCESSING: 100 kW fiber laser, power meter serve industry

The industrial-class 1070.5-nm-emitting laser, which stands only 1.86 × 3.6 × 0.8 m and has a mass of 3600 kg, is a part of effort to develop a robust laser-based manufacturing environment using off-the-shelf hardware.

 

The laser was developed for heavy-duty applications such as shipbuilding (mobile cutting and welding), remote welding and cutting of large-scale products in the field, “in-field” ultrahard rock and concrete cutting and drilling, construction of components for nuclear power plants, and other heavy industrial deep-penetration welding and cutting.

 

The laser’s output is directed into a 10-m-long, 300-μm-diameter feeding fiber; this output in turn can be coupled into a 50-m-long, 500-μm-diameter process fiber for remote delivery of the laser’s output. With an optical output of 101.3 kW at the output end of the process fiber and a 286 kW electrical power consumption, the complete system has a high wall-plug efficiency of 35.4%.

 

The laser is made up of 90 individual laser modules, each with a 1.4 kW optical output and a beam quality (M2) of 1.05. Six integrated fiber-to-fiber, 19-to-1 combiners make up the first beam-combining stage; the second stage contains a single fiber-to-fiber, 7-to-1 combiner. The measured beam-parameter-product (BPP) value of the beam exiting the feeding fiber is less than 16 mm*mrad, while the BPP of the beam exiting the process (remote delivery) fiber is 25 mm*mrad.

 

The laser’s optical output changes by no more than 0.2% root-mean-square (RMS) over 30 minutes, says Markevitch. In addition, there are no detectable nonlinear effects in the output spectrum, even at highest power. The laser turns on in 40 μs and off in 25 μs, and can be modulated digitally or analog at rates up to 5 kHz. The entire system is easy to transport.

image2013

IPG Photonics expands its facilities in Oxford

+

To satisfy the fast growing demand for fiber lasers, IPG Photonics expands its Oxford Headquarters with a new production facility. The new building increases production capacity of packaged diodes, high power laser modules and green and UV lasers.

imageФевраль 2014

IPG Photonics представляет новую линейку лазеров

+

Основанная на не имеющем аналогов опыте IPG, новая линейка волоконных лазеров предоставляет клиентам наилучшие цену и качество и расширяет список доступных применений.

 

Компания IPG Photonics, мировой лидер в разработке и производстве волоконных лазеров, объявила на выставке Photonics West 2014 о создании широкого портфеля новых продуктов, включая:


1) Новая линейка YLS-ECO киловаттных иттербиевых волоконных лазеров с рекордной энергоэффективностью превышающей 45%* и временем наработки до ближайшего облуживания превышающим 5 лет в типичных операционных условиях.

*энергоэффективность YLS-ECO достигла 50% в 2016 году

2) Новая линейка MEGA Pulse наносекундных волоконных лазеров с энергией в импульсе до 100 мДж и сердней мощностью до 5 кВт.

3) Уникальная линейка мощных одномодовых зеленых волоконных лазеров со средней мощностью до 500 Ватт в непрерывном и квази-непрерывном режимах и энергоэффективностью свыше 15%.

4) Широкий диапазон высокомощных волоконных лазеров с длиной волны от зеленой до красной.

5) Высокоэффективные и доступные по цене индустриальные ультрафиолетовые волоконные лазеры с длиной волны 266 и 355 нм, работающие в импульсном или непрерывном режимах.

6) Новая линейка пико и фемтосекундных волоконных лазеров с высокой энергией в импульсе и высокой средней мощностью на разных длинах волн. 

7) Разнообразные модели волоконных и гибридных лазеров в среднем ИК диапазона от 2 до 4.5 микрон, включая первый практичный фемтосекундный лазер в диапазоне 2400-2500 нм, основанный на поликристаллических кристаллах Cr:ZnS.

 

"Мы рады представить потрясающий воображение портфель новых лазеров в 2014 году", сказал доктор Валентин Гапонцев, исполнительный директор IPG Photonics. " Эти лазеры покрывают широкий сегмент оптического спектра, включая ближний и средний ИК, видимый и ультрафиолетовый диапазоны. Мы запускаем группу продуктов, которые обеспечат решение множества проблем наших потребителей; продуктов, с лучшими в отрасли экслуатационными качествами, надежностью, инвестиционными и эксплуатационными расходами. Наша расширенная линейка лазеров предоставляет существующим и будущим клиентам получить существенные выгоды, увеличивает количество рынков доступных лазерам IPG, включая обработку и инспекцию полупроводников, светодиоды, фотовольтаику, производство дисплеев, обработку тонких пленок, шоу бизнес и 3D кинематограф, объемную печать и многие другие применения." 

imageФевраль 2015

Лазер GLPN-500-R стал лауреатом 2015 Prism Award

+

Команда разработчиков IPG Photonics получила престижную награду 2015 Prism Award в категории промышленных лазеров, присуждаемую за лучшие технологичекие инновации в фотонной индустрии.

 

IPG Photonics получила престижную награду за разработку GLPN-500-R, 500-ваттного квази-непрерывного зеленого одномодового волоконного лазера, за использование преимуществ волоконных технологий в видимой части спектра. Этот продукт предоставлет рекордную мощность излучения, имеет отличную энергоэффективность, низкую цену, индустриальную надежность, отличное качество выходного пучка и гибкость волонной доставки - важные для промышленных применений таких как плавка меди и произвдство солнечных батарей.

 

imageЯнварь 2016

IPG расширяет Технологический Центр в Кремниевой Долине

+

IPG расширяет Технологический Центр в Кремниевой Долине чтобы увеличить поддержку потребителей на Западе США. Обновленный Центр имеет общую площадь более 1 000 м2, площадь лаборатории по применениям выросла втрое, позволяя установить передовые лазерные системы IPG, включая мульти-осевую систему для обработки сложных форм, а также моние другие продукты IPG. Расширенный Центр включает металлургическую лабораторию, проводящую анализ поверхностей материалов для поддержки как локальных потребителей, так и клиентов IPG по всему миру.

imageФевраль 2016

IPG представляет Luminaire RGB - лазерный источник для цифрового кино

+

Лазерные цифровые проекторы являются будущим кинондустрии. Потрясающая чистота цвета, высокая яркость и долговечность делают лазеры наиболее перспективной технологией иллюминации. IPG Photonics, ведущий производитель волоконых лазеров, разработала новейшую технологию использующую преимущества волоконных лазеров в видимом диапазоне спектра.

 

Система RGB-3P/6P Laser Luminaire - первый в линейке продуктов IPG, создаваемых для кинопроекции, тематических парков, лазерных шоу и индустрии развлечений. Система Laser Luminaire имеет ширину полосы лазерного излучения оптимизированную для уменьшения гранулярности, что гарантирует высокое качество изображения. Гибкая архитектура Laser Luminaire легко скалируется от 20 до >300 килолюменов объединенного 6P/3P выхода света. Работоспособность, функциональность и качество 2D/3D изображения системы Laser Luminaire были подтверждены с использованием 4К проекторов ведущих производителей.

 

 

imageМарт 2016

IPG Photonics активно строит новый производственный центр на юго-востоке США

+

IPG Photonics активно строит новую производственную площадку в Бирмингеме, штат Алабама. Новое здание будет включать в себя центр разработок и производство гибридных лазеров в среднем ИК диапазоне, а также центр обслуживания и лабораторию по применениям волоконных лазеров, что сделает IPG ближе к своим потребителям в юго-восточном регионе Соединенных Штатов.

imageАпрель 2016

IPG Laser GmbH расширяет лазерное производство в Бурбахе, Германия

+

IPG расширяет лазерное производство в Бурбахе, Германия. Новое здание общей площадью около 11 000 м² увеличит возможности лабораторий перспективных разработок и производственные мощности лазеров высокой о средней мощности. С учетом введеного в эксплуатацию здания, общая площадь производственной площадки в Германии составляет около 38 000 м².

imageМай 2016

IPG Photonics приобрела Menara Networks

+

Корпорация IPG Photonics (NASDAQ: IPGP) объявила о достижении согласия по приобретению Menara Networks, Inc., инноватора продвинутых оптических модулей и систем, что позволит ИПГ расширить диапазон предлагаемой телекоммукационной продукциии и увеличить предложение интегрированных телекоммуникационных решений. Продукция Menara используется  ведущими кабельными мульти-системными операторами (MSO), операторами связи и центрами обработки данных в Северной Америке и других регионах мира.

imageФевраль 2017

IPG: объем продаж за 2016 - $1 миллиард

+

"IPG delivered another year of record results in 2016 exceeding $1 billion in sales for the first time as we celebrate our 10th anniversary as a public company," said Dr. Valentin Gapontsev, IPG Photonics' Chief Executive Officer. "For the fourth quarter of 2016 we reported revenue and EPS above our guidance ranges. Record sales of $280.1 million increased 25% year-over-year for the fourth quarter driven by continued strength in materials processing. We achieved a strong gross margin of 55.5% and a 22% year-over-year increase in earnings per diluted share to a record $1.39, demonstrating the leverage in our operating model."

imageМарт 2017

IPG Photonics поглощает корпорацию OptiGrate

+

IPG has acquired OptiGrate Corporation, a pioneer and leading manufacturer of the highest-quality chirped volume Bragg grating (VBG) technologies. OptiGrate VBG-based components enable dramatic performance improvement, miniaturization and cost reduction of ultrafast pulsed lasers for micro materials processing, medical and other applications. 

Основные финансовые показатели

Географические рынки

Компания IPG - транснациональная компания, с производственными мощностями в США, Германии, России и Италии, а также имеющая региональные представительства в Китае, Японии, Корее, Тайване, Индии, Турции, Испании, Польше, Великобритании, Бразилии и Мексике. Компания IPG продолжает расширяться охватывая новые рынки и привлекая новых потребителей.

1

Основные финансовые показатели

Рынки сбыта и приложения

Основная продукция компании IPG - это оборудование для тяжелого машиностроения, судостроения, авиастроения, энергетики, вагоностроения автомобильной промышленности, сектора электротоваров широкого потребления. Кроме этого, дополнительные возможности появились на рынках аддитивных технологий, развлекательных и зрелищных технологий, медицинских инструментов.

1

Основные финансовые показатели

Годовой прирост выручки

  • Благодаря годовому приросту в 11,6%, 2016 год стал еще одним успешным годом для IPG Photonics.
  • Совокупный годовой прирост чистого объема сбыта в период с 2009 до 2016 года составил 27%.
  • В списке крупнейших высокотехнологичных быстроразвивающихся компаний США ежегодно публикуемый журналом Форбс в 2016 году компания IPG Photonics заняла 25 место.
1

Основные финансовые показатели

Продажи лазеров большой мощности

 

Темпы Продаж мощных лазеров сохраняют устойчивый рост –  их прирост составил 16% в 2016 году, и увеличился в 7,6 раз начиная с 2009 года.

 

Компания IPG представила самый мощных волоконный лазер, имеющий к тому же самые лучшие на рынке показатели во яркости, КПД и надежности.

1

Основные финансовые показатели

Доход от основной деятельности

 

 

Наша производственная прибыль в 2016 году выросла на 6,5% и в 39 раз начиная с 2009 года.

 

1

Основные финансовые показатели

Валовая прибыль

 

 

Валовая прибыль в 2016 году выросла на 54,9% в ответ на предпринятые нами усилия снизить затраты на производство даже не смотря на то, что мы вложили значительные средства в постройку нового большого завода и в покупку оборудования.

1

Основные финансовые показатели

Прибыль на акцию с учетом эффекта размывания

 

 

Чистая прибыль на одну акцию Компании составила по стандартам ПСБУ 260 на акцию. 

1

Технология IPG

Оптоволоконные лазеры революционным образом повлияли на лазерные технологии

Революция в области волоконных лазеров

Потрясающий успех оптоволоконных лазеров и их революционный эффект на лазерные технологии схожи с другим широко известным радикальным изменением правил игры в области технологий, когда произошла замена вакуумных ламп транзисторами. Эта аналогия особенно уместна, если учесть, что устаревшие лазеры — это громоздкие, неэффективные, недолговечные устройства, требующие интенсивного обслуживания и трудоемкие в производстве. Волоконные лазеры, с другой стороны, компактные, высокоэффективные и надежные устройства, обеспечивающие работу без обслуживания на протяжении всего срока службы.

Простота и элегантность волоконного лазера заключаются в его высоком КПД, компактности, надежности и низкой стоимости владения, которые вызвали огромный успех на рынке

По-настоящему промышленный лазер

Поразительным успехом на протяжении первых 50 лет своего существования промышленные лазеры обязаны своей способности превращать обычные источники энергии в высоконаправленные лучи. Для этой цели каждый лазер состоит из источника энергии, способа передачи этой энергии в лазерный резонатор и способа подачи результирующего лазерного луча на рабочую деталь. Технические преимущества волокна очевидны на каждом из этапов архитектуры.

Источник энергии: устаревшие лазеры используют многочисленные источники энергии — лампы, ВЧ-плазму и даже химические реакции. Общими недостатками данных источников энергии являются низкая эффективность превращения энергии, частая необходимость в обслуживании и экологически неблагоприятные расходные материалы. Оптоволоконные лазеры используют долговечные полупроводниковые диодные лазеры для эффективного преобразования электричества в лучевую энергию и поэтому не требуют обслуживания или расходных материалов.

Передача энергии: оптические резонаторы традиционных лазеров преобразуют подводимую энергию в газонаполненных камерах значительных объемов. Крупногабаритные резонаторы необходимы в связи с неэффективностью газовой генерации лазерного излучения или потребностью включения объемных оптических элементов в резонатор. Оптоволоконные лазеры невероятно компактны в связи с тем, что они преобразуют энергию полупроводникового диода в полезные лазерные лучи в оптическом волокне, которое не толще человеческого волоса.

Доставка луча: устаревшие лазеры используют сложную оптику для вывода лазерного луча и его доставки на обрабатываемое изделие. Например, используются герметичные окна, для изоляции необычных или токсичных химических веществ внутри резонатора. Внешняя оптика зачастую требует сложной системы зеркал для доставки выходного излучения лазера до своей цели. Напротив, гибкое оптическое волокно отлично монтируется и идеально походит для доставки луча.

По-настоящему промышленный лазер: основные элементы волоконного лазера — полупроводниковые диоды и оптическое волокно; они отлично подходят для массового производства, обеспечивая непревзойденный контроль и воспроизводимость, а ключевым этапом сборки лазера является спайка оптических волокон. Сравните это с объемными герметичными резонаторами, точной оптической юстировкой и ультраплоскими зеркалами, характерными для устаревших лазеров. Становится очевидным, что простота и элегантность волоконного лазера обуславливают его эффективность, компактность, надежность и экономичностью, которые помогли добиться невероятного успеха на рынке.

  Самая большая выходная мощность и лучшее качество луча за наименьшую цену

Уникальная технологическая платформа от компании IPG

Уникальная технологическая платформа IPG позволяет нашим продуктам обеспечивать более высокую выходную мощность и лучшее качество луча при более низких затратах, чем любая другая конкурирующая технология. Наши оригинальные разработки базируются на инновационных методах накачки и высококачественных компонентах, которые компания IPG совершенствует в течение более чем 20-летнего периода интенсивных инвестиций и инноваций. Краеугольными камнями технологии IPG являются наш метод легирования, техника боковой накачки и распределенная архитектура накачки одноэмиттерными диодами.

Структурные элементы

ОптоволокноОсновной структурный элемент технологии волоконных лазеров IPG — это оптоволокно. Оптоволокно — это длинные, цилиндрической формы, отрезки из высокопрозрачного стекла. Стандартный диаметр сечения жилы волокна составляет от нескольких единиц до сотен микрон, в то время как длина разнится от нескольких метров до многих километров. Огромный коэффициент отношения длины к диаметру волокна является основой многих уникальных свойств волоконных лазеров. Стекловолокно — это оптический волновод, способный вмещать и проводить излучение с минимальными потерями. При соблюдении условия полного внутреннего отражения свет проходит внутри волокна с весьма незначительными потерями на излучение через стенки волокна. Существуют пассивные и активные оптические волокна. Пассивные волокна переносят излучение, тогда как активные обеспечивают усиление посредством смешивания проводимого излучения со светом лазера накачки в присутствии ионов редкоземельных элементов, содержащихся в центральной жиле оптоволокна.

Диоды накачкиЛучшая на рынке технология диодной накачки компании IPG задействует огромный опыт телекоммуникационной индустрии и затраты на НИОКР. Наши диоды с одиночным излучателем произведены с использованием технологий и процессов, зарекомендовавших себя в сфере телекоммуникаций. Каждая пластина проверена на соответствие строгим стандартам телекоммуникационной индустрии, что превозносит IPG над альтернативными продуктами накачки в этой сфере, в которых используются недолговечные диодные матрицы и технологии стеков матриц. В результате, диоды с одиночным излучателем предлагают на порядок более высокую интенсивность излучения и в два раза более высокую эффективность по сравнению с накачкой со стеками матриц. Источники накачки с одиночным излучателем могут использовать простое водное или даже принудительное воздушное охлаждение, тогда как стеки матриц нуждаются в дорогостоящих, ненадежных и сложных микроканальных охладительных системах с применением деионизированной воды под высоким давлением.

Волокно обладает уникальными свойствами, делающими его лучшим выбором на роль активной усиливающей среды для лазерных резонаторов.

Уникальные свойства волокна делают его идеальной активной средой и материалом для лазерного резонатора. Волокно гибкое, и с ним легко работать. Огромные значения отношения поверхности к объему у оптического волокна облегчают теплоотведение и помогают устранить эффект термолинзиры. Волокна разных типов, составов и диаметров сердцевины можно сращивать, объединяя в сложные оптические системы с источниками накачки, оптическим усилением и волокном подачи луча без необходимости в беспроводной оптике и присущих ей рисков загрязнения, повреждения и/или смещения в пространстве. Волокно — очень гибкий материал, делающий возможными множество конструктивных решений и функций. Примерами особых типов оптического волокна могут служить одномодовые и многомодовые волокна, фотонно-кристаллическое волокно и волокно, состоящее из разных материалов с различающимися оптическими свойствами как в продольном, так и в радиальном направлениях. Для IPG особое значение имеют волокна, которые используются для накачки в оболочке. Эти волокна состоят из одномодовой сердцевины, используемой в роли активной усиливающей среды, окруженной оптическим волноводом большего диаметра, служащим для распространения многомодового света диодной накачки.

Волоконный лазер — самый эффективный сумматор мощности и преобразователь яркости.

Полупроводниковые диоды эффективно преобразуют энергию электрической накачки в свет ближнего инфракрасного диапазона. У отдельно взятого диода ограниченная мощность (несколько ватт) и ограниченная яркость. Несколькими методами множество диодов складываются в единый луч для повышения мощности, и результирующая мощность лежит в диапазоне от десятков до тысяч ватт, но достичь аналогичного улучшения яркости диодов весьма затруднительно. Существующие методы объединения луча для увеличения яркости сложные, затратные и имеют большие потери, обеспечивая при этом сомнительное качество луча. Волоконный лазер IPG — самая эффективная технология суммирования мощности и преобразования яркости; он способен давать идеальные лучи, обеспечивая киловатты мощности по минимальной цене.

Технология боковой накачки произвела революцию в области волоконных лазеров большой мощности.

Технология плакирования с накачкой

В уникальной и запатентованной разработке IPG многомодовое излучение диодов с одиночными излучателями поступает в волокна с диаметром сердцевины в пределах 100 микрон. По методу боковой накачки, разработанному Валентином Гапонцевым и Игорем Самарцевым, свет от множества диодов накачки эффективно подается на оболочку активного усиливающего волокна. Свет накачки претерпевает внутри оболочки многократные отражения, часто пересекая одномодовую сердцевину, в которой накачка поглощается и снова излучается редкоземельными ионами. Этот элегантный метод с исключительной эффективностью преобразует многомодовый свет диода в одномодовый свет волоконного лазера.

side-pumping    

 

Техника боковой накачки для передачи энергии лазерного диода в тонкую сердцевину (одномодового) волокна для усиления света

   

  Наши системы накачки подтвердили свой расчетный срок службы более 100 000 часов.

Преимущества накачки с одиночными излучателями

Срок службы диодов с одиночными излучателями от компании IPG превышает 100 000 часов, почти на порядок величины больше зафиксированного срока службы вариантов с диодными матрицами. В отличие от традиционных вариантов частое включение/выключение диодов от IPG не влияет на срок их службы. Системы накачки IPG герметично изолируются по телекоммуникационным стандартам, поэтому на них не влияет большая часть вредных факторов окружающей среды, в том числе влажность, пыль и вибрация. Исключительно высокая надежность систем накачки IPG на одиночных излучателях, прошедших проверку в наших лабораториях и подтвердивших свою отличную эксплуатационную надежность.

  Матрица/стек-матрица Накачка с одиночными излучателями IPG
Выходная мощность отдельного излучателя, Вт 1–2 6–10+
Эффективность передачи, % 75/50 90–95

 Среднее время безотказной работы непрерывного излучения, часы

5 000–10 000 >200 000
Среднее время безотказной работы квазинепрерывного излучения, часы 2 000–5 000 >200 000
КПД преобразования электрической энергии в оптическую, % (в волоконных лазерах) 25–35 50–60

 

 Преимущества архитектуры распределенной накачки с одиночным излучателем

Архитектура распределенной накачки с одиночным излучателем Накачка с помощью матриц

Компания IPG использует для накачки вариант с одиночными излучателями, который лишен недостатков матричной накачки. Накачка с одиночными излучателями образует группу отдельных независимых элементов. В отличие от накачки с помощью матрицы, отказ любого количества одиночных излучателей накачки не влияет на производительность и надежность остальной группы. Преимущества распределенной накачки заключаются в универсальности, модульной конструкции и гибкости, простом управлении тепловым режимом, практически неограниченной резервной накачке и легкости замены диода. Метод распределенной накачки не требует выравнивания и поэтому является единственным вариантом накачки, действительно не требующим обслуживания — удобство, свойственное лишь оптоволоконным лазерам.

Лазерные диодные матрицы, также известные как монолитные лазерные диодные решетки, сочетают множество излучателей в кристалле большой площади. Количество излучателей на одну матрицу варьируется от 10 до 100. Архитектура матрицы разработана таким образом, что все излучатели используют единый источник электрического тока и систему управления тепловым процессом. Тепловые или электрические перекрестные помехи серьезно ограничивают срок службы матриц и накладывают жесткие ограничения на их производительность. Как правило, срок службы матрицы или стек-матрицы ограничен сроком службы ее самого слабого излучателя или ненадежной системой микроканального водяного охлаждения. Несовершенство схем накачки лазеров с помощью матриц является существенным фактором, способствующим превалированию волоконно-лазерной технологии над дисковыми или стержневыми твердотельными лазерами. 

 

distr pumping

Image

High Power Fiber Laser

V.P. Gapontsev and I.E. Samartsev. High-Power Fiber Laser // Conference edition. Advanced Solid-State Lasers, Formerly Turnable Solid-State Lasers, March 5-7, 1990, Salt Lake City, Utah, p.127.

V.P. Gapontsev and I.E. Samartsev. High-Power Fiber Laser // OSA Proceedings on Advanced Solid-State Lasers, 1991, 6 p. 258.

Закрыть
Image

Diode Pump Laser Development 

V. Gapontsev, I. Berishev, G. Ellis, A. Komissarov, N. Moshegov, O. Raisky, P. Trubenko, V. Ackermann, E.

Shcherbakov, J. Steinecke, and A. Ovtchinnikov, “High efficiency 970 nm multimode pumps”, Photonics West, San
Jose, CA, January 24th 2005, SPIE Proceedings 5711-6

I. Berishev, A. Komissarov, N. Moshegov, P. Trubenko, L. Wright, A. Berezin, S. Todorov, and A. Ovtchinnikov,
“AlGaInAs/GaAs Record High Power-Conversion-Efficiency and Record High Brightness Laser Diodes”,
Photonics West, San Jose, CA, January 24th 2005, SPIE Proceedings 5738-5.

V. Gapontsev, I. Berishev, G. Ellis, A. Komissarov, N. Moshegov, A. Ovtchinnikov,O. Raisky, P. Trubenko, V. Ackermann, E. Shcherbakov 
"9xx nm single emitter pumps for multi-kW systems"
High-Power Diode Laser Technology and Applications IV, edited by Mark S. Zediker, Proc. of SPIE Vol. 6104, 61040K, (2006)

Закрыть
Image

RP Photonics: Fiber Lasers

Definition: lasers with a doped fiber as gain medium, or (sometimes) just lasers where most of the laser resonator is made of fibers

RP Photonics Consulting GmbH

Dr. Rüdiger Paschotta

 

Закрыть
Image

Cladding pumped technology

by Ian Clarke

Закрыть
Image

Industrial Laser Solutions

Laser marking with fiber lasers, by Tony Hoult 
Fiber laser technology broadens out, by Tony Hoult
Drilling with fiber lasers, by Jens Dietrich and Ingomar Kelbassa
Fiber laser spot welding, by Dr. Klaus Krastel

Закрыть
Image

Fiber lasers: The state of the art
Fiber lasers are compact and rugged, don't go out of alignment, and easily dissipate thermal energy. They come in many forms, sharing technology with other type of lasers but providing their own unique advantages.

April 2012, Laser Focus World 
Jeff Hecht

Закрыть
Закрыть

Стратегия вертикальной интеграции

Благодаря всеобъемлющему контролю качества, уникальным характеристикам и оптимальной стоимости ключевых компонентов компания IPG предоставляет лазерные решения, существенно превосходящие ожидания наших заказчиков

Разработка и производство с вертикальным интегрированием

Не удовлетворенная параметрами и качеством имеющихся на рынке компонентов, компания IPG взяла на вооружение универсальную стратегию вертикального интегрирования. Мы разрабатываем и производим все ключевые компоненты — от активных и пассивных волокон, высочайшего качества, диодов накачки, активных волоконных блоков и модульных резонаторов, оптических ответвителей, сумматоров, оптико-акустических модуляторов, волоконных брэгговских решеток, нелинейных и активных кристаллов, различной микро- и макрооптики, источников питания и контроллеров, отвечающих за производительность лазеров, до транспортных волокон, технологических головок подачи излучения, оптических переключателей и чиллеров для охлаждения. От качества и надежности которых зависит пользовательский опыт наших заказчиков. Благодаря всеобъемлющему контролю качества, характеристикам и цене ключевых компонентов компания IPG предоставляет лазерные решения, существенно превосходящие ожидания наших клиентов.

Бесшовная интеграция, беспрерывный контроль качества

Наша стратегия вертикальной интеграции позволяет IPG тесно связывать разработку лазеров и их компонентов, результатом совместного развития являются полностью оптимизированные волоконные приборы. Такой комплексный подход к дизайну продукта улучшает его эксплуатационные характеристики и сокращает срок вывода на рынок. Каждый элемент лазерного решения от IPG разработан и изготовлен в условиях постоянного контроля качества и призван быть экономичным. Так как компоненты разработаны в собственных промышленных центрах разработки IPG, наши ультрасовременные технологии однозначно готовы к широкому использованию в промышленности.

Инновации и цепочка поставок IPG

Расширяющаяся география размещения производственных площадок IPG включает объекты в США, Германии, России и Италии. Право собственности на все инновации и цепочку поставок действительно отличает IPG от других компаний, так как мы можем полностью контролировать эксплуатационные характеристики, качество, мощность и стоимость наших продуктов. Распространенные по всему миру лаборатории применений IPG быстро разрабатывают новые технологии для нашей клиентской базы, а совместная инновационная деятельность не позволяет останавливаться конвейеру новых продуктов.

Вертикальная интеграция IPG обеспечивает полностью самостоятельное производство, начиная от кристалла арсенида галлия до выпуска законченных уникальных лазерных решений

Интеграция от завода по производству пластин до заводского цеха нашего заказчика

Вертикальная интеграция IPG начинается с преобразования сырья в компоненты диодов и волокна. Самое современное производство полупроводниковых пластин компании IPG изготавливает самые лучшие в мире полупроводниковые лазеры большой мощности из очищенного арсенида галлия, а основным компонентом в производстве волокна являются стеклянные заготовки, приготовленные внутри компании. Диодные чипы и катушки с оптоволокном соединяются в запатентованных IPG корпусах компонентов, которые затем интегрируются в лазерные модули, каждый из которых способен обеспечивать на выходе волоконного лазера более 1 кВт мощности.

Мощные лазеры IPG имеют модульный дизайн. Каждый модуль функционирует самостоятельно, а это значит, что сбой в его работе не выведет из строя весь лазер. Мощность и надежность каждого лазера компании IPG масштабируется путем включения дополнительных модулей в дизайн. Используя такой подход, компания IPG разработала лазер мощностью 100 000 Вт с использованием базовой конструкции лазеров мощностью 1 000 Вт.

 

Совсем недавно компания IPG распространила стратегию вертикальной интеграции на внешнюю оптику. Наш опыт работы со стеклом, наработанный в течение долгого времени, в том числе при производстве волокна, позволяет компании IPG производить лучшие объемные оптические элементы, которые разработаны специально, чтобы выдерживать высокие уровни мощности, присущие только волоконным лазерам. Режущие и сварочные головки от IPG разработаны специально для каждого продукта, обеспечивая наших клиентов хорошо продуманными решениями по обработке для применения в своих заводских цехах.

Интегрированный технологический процесс

    Integrated Technological Process
  • Изготовление пластин

    IPG владеет одним из самых передовых в мире предприятием по производству полупроводниковых пластин. IPG контролирует все стадии производства пластин, начиная с очистки поликристаллического кремния. Пластины выращиваются методом молекулярно-пучковой эпитаксии полупроводниковых структур, что приводит к минимизации дефектов и равномерности параметров на больших участках.

  • Диодные чипы

    Диодные чипы производятся из отполированных полупроводниковых пластин. На пластины наносится рисунок структур, затем они проходят несколько этапов фотолитографии, покрытие фоторезистом, гравирование травлением и напыление металла, после чего их режут на маленькие чипы.

  • Лазерные диоды

    IPG — крупнейший в мире производитель высокомощных лазерных диодов. Ежеквартально наши высокоавтоматизированные предприятия поставляют на рынок сотни мегаватт номинальной диодной мощности. Десятилетие интенсивных инноваций и инвестиций привело к созданию диодов, которые ярче, надежнее, эффективнее и компактнее любых конкурирующих диодных решений.

  • Модули

    Лазеры с диодной накачкой и блоки с активным волокном компании IPG входят в состав компактных и эффективных лазерных модулей. Стандартные иттербиевые модули, работающие на длине волны 1 070 нм, производят одномодовое выходное излучение диапазона от 500 до 1 500 Вт со степенью преобразования электрической энергии в оптическую свыше 50 %. Модули обладают архитектурой продольной накачки, очень простой конструкцией системы охлаждения, прекрасной механической и термической стабильностью, к тому же они нечувствительны к пыли и вибрации.

  • Заготовка для вытягивания оптоволокна

    Изготовление волокна начинается с производства заготовок для вытягивания оптоволокна при тщательно контролируемом профиле распределения показателей преломления. Заготовка создается тремя методами химического газофазного осаждения: внутриобъемное осаждение из паровой фазы, внешнее осаждение из паровой фазы и осевое осаждение из паровой фазы.

  • Вытягивание волокна

    Заготовка помещается в башню вытяжки, где ее вершина нагревается и оптоволокно вытягивается в виде нити.

  • Оптические компоненты

    IPG производит полный ассортимент волоконных коллиматоров, модуляторов, изоляторов, а также разнообразной объемной оптики, используемой при производстве волоконных и гибридных волоконно-объемных лазеров IPG.

  • Волоконные блоки

    Волоконный блок — наиболее эффективный элемент для преобразования излучения накачки в лазерное излучение с необходимыми параметрами. Монолитный и эффективно охлаждаемый резонатор активного волокна поглощает всю энергию накачки, нечувствителен к пыли, температуре и вибрации. КПД преобразования светового пучка накачки диода превышает 70%.

  • Волоконный лазер

    Волоконные лазеры заняли главенствующее положение в промышленных процессах, требующих применения лазеров высокой средней мощности. Высокомощные волоконные лазеры обладают уникальной комбинацией характеристик, которая выделяет их среди традиционных нелазерных или конкурирующих лазерных технологий с точки зрения цены и качества: несравнимо высокая яркость, высший уровень надежности, максимальная эффективность преобразования электрической энергии в оптическую, модульность конструкции, делающие обслуживание легким и быстрым. Подача излучения через оптоволокно с широким выбором диаметров сечения жилы выходного волокна для оптимизации под конкретное применение, компактная и надежная конструкция, простота интеграции со сканерами и оптическими головками, наличие коммутаторов, ответвителей и переключателей лучей, обеспечивающих непревзойденную универсальность.

  • Волоконные коммутаторы

    IPG производит полный спектр оптических распределителей, прерывателей пучка и многоканальных переключателей луча. Это вспомогательное оборудование сильно расширяет функционал волоконных лазеров. Один лазер может быть одновременно использован на нескольких рабочих ячейках (разделение энергии) и или последовательно (переключение энергии), увеличивая скорость технологического процесса и пропускную способность, при этом позволяя использовать имеющийся лазер для нескольких целей. Распределители, прерыватели и коммутаторы также защищают лазер и транспортное волокно, позволяют быстро и легко менять параметры волокна подачи.

  • Коллиматоры

    В наличии имеются коллиматоры IPG Photonics с фокусным расстоянием от 50 до 200 мм в вариантах D25, D30 и D50. Доступны коллиматоры и оптика с водяным или воздушным охлаждением, регулируемым фокусом и байонетами типа QBH/FCH-8, QD/FCA и FCH-16 для простого соединения с любым питающим или техническим волокном.

  • Выходные волокна

    IPG предлагает подающие и технологические волокна различной длины и с разными диаметрами центральной жилы. В наличии подающие волокна с диаметрами центральной жилы оптоволокна в 50, 100, 200 и 300 мкм. В наличии технологические волокна с диаметрами центральной жилы в 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800 и 1 000 мкм и длиной до 100 метров. В волокнах предусмотрены HLC-штекеры и коннекторы, совместимые с QBH, или LCA-штекеры и коннекторы, совместимые с QD. По запросу возможно изготовление коннекторов на заказ. Для технологических волокон возможен индивидуальный заказ на технологическую длину и диаметр.

  • Источники питания

    НТО ИРЭ-Полюс разрабатывает и производит блоки питания и сопутствующую электронику для стабильной работы источников излучения, долговечной и надежной работы чувствительных элементов лазера при специально подобранных оптимальных параметрах.

  • Законченная установка

    Линейка лазерных технологических систем производства IPG включает в себя: установку прецизионной 2D лазерной резки, многоосевые установки лазерной резки, сварки, сверления, роботизированные производственные ячейки, а также узкоспециализированные системы под нужды заказчика.

  • Обрабатывающие головки

    Широкий ассортимент оптических головок и сканеров нашего производства позволяет легко оптимизировать волоконные лазеры под разные применения — от прецизионной резки до сварки, маркировки и обработки поверхностей.

  • Координатная система

    IPG самостоятельно разрабатывает и производит управляемые ЧПУ координатные системы для своих установок: портальные, с подвижным столом, на базе 6-ти осевых роботов, орбитальные. В конструкции прецизионных координатных систем используются жесткие вибропоглощающие гранитные основания и динамичные линейные двигатели.

Валентин Гапонцев терпеть не мог зависеть от поставщиков. Поэтому с зависимостью от них было решено покончить

Даррен Дал (Darren Dahl), журнал Contributing Editor, Inc.

Апрель 2006 г.

Валентин Гапонцев был сыт по горло аутсорсингом. Его компания IPG Photonics, находящаяся в Оксфорде (штат Массачусетс), подписала несколько долгосрочных контрактов с производителями из США и Австрии на изготовление критически важных компонентов для ее лазеров. После того как в 2000 году Nasdaq обвалилась, захватив с собой рынок продуктов IPG, Гапонцев попробовал договориться о перезаключении этих контрактов на новых условиях. Один поставщик из США отказался что-либо менять. Более того, он подал иск в суд и угрожал отобрать активы IPG, если к 2002 году компания не заплатит свыше 36 млн долл. США.


Именно тогда Гапонцев, характеризующий себя как человека, одержимого манией все контролировать, зарёкся: «Он больше никогда не прибегнет к аутсорсингу». Это было совсем не просто, но он сразу решил покончить с заказами от поставщиков. «Расширять аутсорсинг — это самое худшее, что может делать компания типа нашей.- сказал он - если мы будем контролировать цену, качество и количество наших компонентов, то, уверен, мы сможем контролировать свою судьбу».


План Гапонцева выглядел весьма радикально. «Сегодня в бизнесе преобладает тенденция отдавать внешним исполнителям не меньшую, а большую часть производственных операций. Многие компании считают, что управление аутсорсингом - трудная задача, особенно при взаимодействии с поставщиками из отдаленных стран как Китай или Индия», говорит Билл Суонтон (Bill Swanton), аналитик производства AMR Research в Бостоне. Учитывая все проблемы типа долгих сроков поставки и плохого контроля качества (Столкнувшим с такими проблемами, как долгие сроки поставок и плохой контроль качества), некоторые предприятия приходят к выводу, что оно того не стоит. Рост количества контрафактных товаров так же вынуждает высокотехнологичных производителей опасаться передавать свою интеллектуальную собственность иностранным поставщикам. «Все больше производителей решают не раскрывать секреты своего «фирменного соуса», — говорит Суонтон.


Именно это и решила сделать компания IPG. Когда Гапонцев, 25 лет исследовавший лазерное стекло в Российской академии наук, в 1991 году основал в подмосковном Фрязино IPG, одной из главных его мотиваций было получить контроль своего благосостояния. «Я хотел независимости, — говорит он, — Начав свой бизнес, я получил свободу». С самого первого шага он был нацелен на то, чтобы создать прикладную компанию, которой управляют инженеры, а не эксперты в области маркетинга или финансисты.


В 1998 году Гапонцев перевел главный офис в Оксфорд, чтобы воспользоваться технологическим бумом, и продажи начали расти. К 2000 году компания IPG стала главным поставщиком лазеров, передающих информацию по волоконно-оптическим сетям ведущих мировых телекоммуникационных провайдеров, в том числе Lucent Technologies и итальянской Marconi. Благодаря шумихе вокруг телекоммуникационной индустрии компания IPG со своими производственными мощностями в США, Германии, Италии и России получила в 2000 году от инвесторов 100 миллионов долларов и готовилась стать публичной компанией. Когда рынок телекоммуникаций начал насыщаться, пришлось сделать резкий разворот.


Это было непросто. Подобно многим производителям в США, предпочитающим оставаться в рамках своей узкой специализации, IPG была вынуждена делать большие вложения в производственные мощности высокого уровня автоматизации, чтобы сократить издержки. В 2001 году Гапонцев вложил остаток последнего транша финансирования (более 45 миллионов долларов) в амбициозный капитальный ремонт площадок IPG в США и Германии. Оксфордская площадка, завершенная в прошлом году, сейчас может похвастаться 125 000 квадратных футов лабораторий, офисов и автоматизированных производственных линий, использующих роботов для сборки деталей. Сотрудников Гапонцев набирал из местных колледжей и университетов, в том числе из Массачусетского технологического университета. Он также привлек нескольких независимых дистрибьюторов для открытия торговых офисов в Корее, Японии, Индии и Соединенном Королевстве. Сейчас в восьми территориальных подразделениях IPG, расположенных по всему миру, работает 750 человек в отличие от 202 работников в 2000 году.


Нагрузка на Гапонцева колоссально возросла. Он принимает большинство решений в компании и 2–3 недели в месяц проводит в разъездах по всему миру, чтобы контролировать каждую площадку и посещать ключевых заказчиков. «В прошлом году я собрал 500 000 миль в программе для часто летающих пассажиров», — говорит Гапонцев, владеющий домами в США, Германии и России. Финансовый директор IPG Тим Маммен проводит в разъездах почти столько же времени, координируя кредитные линии в местных банках, контролируя финансы каждого подразделения, и отслеживает колебания курсов валют. Для оптимизации процесса бухгалтерского учета IPG недавно установила веб-систему, собирающую финансовую информацию из каждого офиса.


К сегодняшнему дню IPG производит все критически важные компоненты своих лазеров - от диодов накачки до оптоволоконных кабелей, по которым доставляется излучение. Благодаря упрощенной технологии производства, не говоря уже о сниженных ценах на закупку сырья и уход от дополнительных издержек для поставщиков, компания IPG тратит сейчас значительно меньше средств, изготавливая собственные компоненты, чем это было, когда она покупала детали у поставщиков. Диоды, например, дешевле производить внутри компании на 90 процентов. Экономия позволяет IPG устанавливать более низкие цены, чем у конкурентов, что помогло компании занять 65 процентов 123-миллионного долларового рынка волоконных лазеров.


Объем продаж IPG, упавший в 2002 году до 22 млн долл. США, в прошлом году подпрыгнул до 96 млн долларов США. «Расплатившись со своим бывшим поставщиком в 2003 году суммой, размер которой не оглашается, компания за последние два года стала прибыльной», — говорит Гапонцев. Внедрив цепочку вериткальной интеграции, он сосредоточился на том, чтобы проникнуть на новые рынки. Лазеры IPG, стоимость которых коллеблется от нескольких долларов до нескольких миллионов долларов, используются достаточно широко, от удаления морщин на лице и до резки металла, используемого в промышленных проектах. Гапонцеву 67, и он продолжает наслаждаться жизнью. Теперь, когда IPG в своей колее, он не собирается передавать брозды правления в ближайшем будущем. IPO — всего лишь возможность, говорит он, которая существует, пока он остается у руля. «Я создал эту компанию не для того, чтобы продать и играть в гольф, — говорит он. — Я создал ее и продолжаю ее укреплять».

Закрыть

 

 

Преимущества для заказчика

Заказчики выбирают волоконные лазеры IPG за набор очевидных преимуществ перед лазерами предыдущих поколений. Элегантная простота оптоволоконных лазеров обеспечивает их по-настоящему универсальным и удобным в использовании функционалом, компактностью, а экономичность, качество луча и низкая стоимость владения не имеют себе равных.

Волоконные лазеры IPG предпочитают за уникальный набор очевидных преимуществ перед лазерами предыдущих поколений

Лучшая гарантия в отрасли

Будучи OEM-поставщиком в течение долгого времени, компания IPG хорошо знакома с очень взыскательными стандартами, соответствия которым ожидают от поставщиков узлов и компонентов. Мы знаем, что наши заказчики зависят от наших лазеров и усилителей, от их бесперебойной работы в особо важных и критичных к безопасности применениях. Уверенность в том, что наши лазеры и усилители будут отвечать этим ожиданиям, основывается на том, что вся наша продукция проходит самые жесткие испытания и контроль качества. Ключевые компоненты проходят испытания или стресс-тесты в течение сотен часов, в итоге мы используем только лучшие компоненты, прошедшие через жесткие стандарты контроля. IPG Photonics имеет сертификат ISO 9001:2008, а это гарантирует заказчикам, что наши бизнес-процессы, с одной стороны, хорошо задокументированы, а с другой — соответствуют тем же стандартам качества, которых придерживаются самые крупные и уважаемые компании мира. Итоговый фактор, подтверждающий нашу глубочайшую преданность качеству - это самая лучшая гарантия в отрасли.

  • Резкое сокращение энергопотребления

    Волоконные лазеры IPG могут обеспечивать КПД свыше 50 %, т.е. они в 10 и более раз эффективнее, чем твердотельные и газовые лазеры.

  • Повышенная производительность

    Лучшие на рынке качество лучей и мощность позволяют увеличивать скорость обработки волоконными лазерами и сокращать количество отходов, при этом открывая абсолютно новые сферы применения.

  • Работа с широким спектром материалов

    Диапазон длины волны от 335 нм до 2 мкм, наличие непрерывных, квазинепрерывных и импульсных лазеров, а также исключительное качество лучей позволяют волоконным лазерам обрабатывать широкий спектр материалов.

  • Сокращение производственных и эксплуатационных расходов

    Минимальные требования к охлаждению, компактные размеры и высочайший КПД волоконных лазеров устанавливают новые стандарты лазерной отрасли по стоимости владения, экономя тысячи долларов в год на каждый лазер.

  • Простота эксплуатации и интеграции

    Волоконные лазеры идеальны для OEM благодаря plug & play архитектуре, компактным размерам и простому интерфейсу.

  • Гибкость и универсальность

    Один лазер можно использовать с разными головками, оптический переключатель подает луч на ту или иную головку.

  • Широкий выбор продукции

    IPG предлагает широкий спектр волоконных лазеров мощностью от десятков до тысяч Вт, одно- или многомодовых, с длиной волн от 355 нм до 2 мкм, с водяным или воздушным охлаждением — все с исключительным качеством луча.

  • Уникальная надежность

    Массовое производство компонентов IPG сопровождается строжайшим контролем качества, а наши волоконные лазеры спроектированы с запасом мощности и прочности и не боятся отказа отдельных компонентов.

  • Компактность

    Благодаря замене газонаполненных камер на волокна толщиной с человеческий волос и эффективному использованию высокопроизводительных диодных источников энергии, не требующих значительного охлаждения, габариты волоконных лазеров обычно в два-три раза меньше, чем у газовых лазеров схожей мощности.

 

 

Десять лет назад, доход компании IPG составлял менее 150 млн долл. США в год. В то время мы заявляли, что нашей целью является ежегодный прирост валовой прибыли в 50-55%, а операционной прибыли 30-35%. С тех пор наши доходы исчисляются шестикратными числами, а наша валовая и операционная прибыли занимают верхние строчки и давно превысили наши первоначальные ожидания.

Мы уверенно смотрим в будущее и знаем, что можем поддержать уверенный финансовый рост в течение следующего десятилетия.
Даже не меняя имеющиеся производительные мощности у компании IPG есть значительные возможности для расширения линейки продукции, увеличения мощности и результативности оборудования на рынке.

Годовой отчет за 2016 г.