創新推動技術進步在二十世紀九十年代呈現爆炸式發展。製造技術和其他主要進展均取得長足進步，從最原始CAD 系統、笨重的機器人和基礎3D打印，到人工智能和工業4.0的興起，後者驅動高效製造，新商業智能和高度複雜的智能工廠。然而，製造業最大的創新是在工業應用中引入了光纖激光器。
光纖激光器使製造商加工材料的 方式發生了革命性改變，加工變 得更加快速、可靠，並能有效切割和焊接難加工的材料，例如高反材料、異種材料、極厚或極薄的材料。因此，生產商和製造商只有從日用品中的高質量和低成本生產中獲利，然而電消費品和電動汽車，這些產品很難以其他方式來降低成本。
故事起源
為了更好地理解光纖激光器是如何在材料加工中佔據重要地位的，讓我們把目光轉回1990年，當時Valentin Gapontsev和Igor Samartsev 首次提出使用光纖激光技術生產大功率激光器。儘管飽受爭議，兩位物理學家成功研發了首臺單模高功率紅外光纖激光器。
高功率是通過由Gapontsev和 Samartsev研發的側面泵浦技術實現，這使得多模泵浦二極管發 射光能夠有效地耦合到有源增益濾波器的包層中。同年晚些時候，Gapontsev正式成立IPG Photonics公司，該公司很快成為公認的光纖激光技術領導者和創新者。今天，IPG作為一家總部位於馬薩諸塞州牛津市的上市公司，在世界各地設有25家工廠， 擁有5000多名員工。
1990年，Valentin Gapontsev和Igor Samartsev提議使用光纖激光技術生產大功率激光器。不久，Gapontsev創立了IPG Photonics，公認的光纖激光技術領導者和創新者。
在Gapontsev博士之前，從來沒有人考慮使用光纖激光器進行材料加工——它們被認為無法輸出超過幾百毫瓦的功率。早先，光纖激光器僅用於數據傳輸，即便如此，它們能夠傳輸的距離無法確定。但Gapontsev卻看到了光纖激光器的潛力，這要歸功於技術迭代。最終，這項技術在世界各地的製造中得以應用。2006年，IPG推出了首款可在市場上銷售的3kW光纖激光器。當時，CO2激光器正作為製造業可選的切割工具，但光纖能夠更加快速高效地加工各種材料，於是，新型激光器很快便侵佔了市場。
為了保持光纖激光器快速投入應用的步伐，Gapontsev領導IPG實現垂直整合和全球化擴展，以控制整個供應鏈，並確保為客戶生產優質可靠的產品。除了光纖激光器，IPG可自主生產激光二極管、二極管封裝、光纖放大器和全套激光系統及各種激光配件，如光學元器件、 光閘和冷卻機。在Gapontsev 帶領下，IPG 繼續對光纖激光技術進行革新，包括開發電光轉化能效超過50% 的產品，這為客戶大大節省了生產成本“我們在繼續完善我們的激光器並在研發上追加投資”，IPG 全球市場營銷資深副總裁Trevor Ness說， “我們深知，在這個不斷變化的世界，我們要履行持續創新的承諾，以及為市場提供最有效可行的光纖激光器解決方案的承諾”。
IPG持續創新，不斷縮小激光器佔地空間，又降低IPG激光器耗電成本。公司產品全系列不斷充實進新的產品和應用。三項新創新包括連續(CW)激光器加入準連續 (QCW)模式、新型光束模式可調激光器和激光焊接熔深監測解決方案系統。
準連續
IPG為連續激光器引入了新型準連續模式，使激光峰值功率高達平均功率的兩倍，在維持連續激光切割能力的同時，提高了穿透速度、穿透質量和穿透較厚材料的能力。高峰值功率減少熱量輸入，在準連續(QCW)模式下通過對較厚材料進行清潔、定向鑽孔，提高了精密複雜零件的切割質量和鑽孔能力。
這一獨特的性能源自IPG準連續 (QCW)二極管設計，這種設計有助於在較短工作週期內提供極高峰值功率，並能夠實時切換到連續 (CW) 模式。該準連續(QCW)模式是為最新發布的YLR和YLS激光器專門提供的，從而提高了切割和鑽孔質量，增加了加工量，同時節省了材料、時間和操作成本。
“在我們的連續激光器中推出準連續(QCW)模式是IPG通過先進的激光技術解決車間問題的一個範例，這種解決方案能夠降低購置成本，與此同時又提高了整體生產力，”Ness解釋說。
光束可調模式
與傳統光纖激光器採用單輸出光束進行激光傳輸不同，IPG YLS-AMB解決方案允許客戶在一系列應用中改變輸出光束模式並提高靈活性。光束模式可以從高強度中心點調整為較大的環形光束或一系列環形光束。該技術在切割、焊接和清洗等應用中有著廣泛的應用。
在切割方面，該技術可用於加工更厚材料和提高穿透能力和切割質量。在焊接某些材料組合時產生較低飛濺，改善焊接質量，同時在焊接前外環光束前幫助清潔材料。
“由於具備20kW的總輸出功率， AMB以同一臺激光器加工厚板和薄板且加工質量提升，同時展示出IPG超過45%的行業領先電光轉換效率”，Ness補充道。“AMB為我們的客戶打開了一個靈活的全新世界，為客戶提供薄金屬切割所需的精度，以及厚金屬切割所需的質量和速度。AMB還為某些特定的焊接配置提供生產力解決方案，這將有助於降低運營成本。”
激光熔深監測
IPG最近推出了最新的創新產品， LDD-700，一種多功能焊接全過程監測系統。LDD-700通過測量焊接工藝的質量和一致性來改進焊接操作，減少了對產品進行破壞性試驗的需求，從而達到一致性和準確性水平，以及傳統焊接監控系統中所不具備的熔深監測能力，可簡化質量控制流程並大幅減少返工。
LDD-700採用通過與焊接激光相同的光束傳輸系統，低功率紅外激光束，在焊前、焊中和焊後測量材料表面，單獨顯示該零件的情況。紅外激光束重新反射回焊接頭，然後生成精確測量匙孔深度的成像系統；同時確保光束射入零件的正確位置，其結果精確性堪比破壞性試驗。
IPG焊接全過程監測通過激光直接測量焊縫質量，減少了破壞性試驗需求，
從而能夠實時監控整個焊接過程。
LDD產品線總經理PaulWebster 稱，“LDD-700將激光質量控制提升到新階段，即從質量監控到質量監測。採用校準的公制單位，使用戶可以比較不同焊接系統，或者將焊縫與原始圖紙進行比較。這可以幫助製造商對其整體焊接操作有一個切實的瞭解，即使在世界各地不同國家的不同工廠焊接。”
由於監測位置在頭部，與安裝在焊接操作這附近的單獨攝像頭不同，製造商無需擔心傳感器是否意外偏離。集成設計還考慮到了在狹窄空間中進行精確焊接監測。
“直接測量焊縫意味著你現在可以監測整條焊縫長度的全過程”，Webster解釋說。“當破壞性測試作為唯一的選擇時，許多廠商為保持生產力承受著壓力，在等待測試結果以確認其流程時，繼續‘冒風險’。如果以後的測試結果顯示生產不可接受，可能會導致成本損失和運營中斷。使用破壞性試驗也意味著未試驗產品的質量永遠無法得到保證。LDD-700通過對每條焊縫進行可靠的過程測量，大大降低了此類風險。”
Webster列舉了一個客戶案例，該客戶必須在製造過程中的各個階段焊接多個大公差部件。在焊接過程中及早發現錯誤幫助製造商免去報廢昂貴零部件的風險。Webster說：“即使生產才過半，製造商也能充滿自信，一切進行順利。”
利用LDD系統，可在第一時間發現缺陷，並避免在缺陷部件上做進一步浪費性投資。通過這種方式，及早關注質量控制是利潤最大化的關鍵。”LDD系統是醫療、航天和汽車等行業的理想選擇，這類行業許多產品屬於安全至上的產品。LDD 系統也非常適用焊接質量對成品整體質量起關鍵影響的應用。
IPG Photonics總部和馬薩諸塞州牛津大學校園鳥瞰圖。為適應公司的發展，IPG目前正將其業務擴展到馬薩諸塞州的所有經營之中。公司在世界各地還設有25家工廠。
砥礪前行
在今天的快節奏世界中，一切都在不斷變化，IPG Photonics已為超越標準創新步伐做好了準備。公司通過不斷創新和開發儘可能優質的產品來實現這一目標，為當前和未來需求提供最可靠的光纖激光器解決方案。 “這三項新創新是Gapontsev博士正在履行的-使光纖激光器成為大規模生產的首選工具-這一全球使命的極好範例。”Ness表示， ‘LDD-700’光束可調模式和新型準連續(QCW)模式證明了，IPG致力於降低客戶擁有成本的同時提高他們的整體生產力。”
“儘管我們運營了將近30年，但這確實是公司歷史上的一個關鍵點。”他總結道，“基於我們當前的產品版圖和即將推出的創新，我們尚處於起步階段。”
