Довжина хвилі синього світла розташована в діапазоні 400~500 нм, і одна з найважливіших характеристик світла в цьому діапазоні полягає в тому, що воно легко поглинається високоантиметалічними матеріалами, такими як мідь. Швидкість поглинання синього світла металами з високим відбиттям, такими як мідь, у 5-10 разів вища, ніж у звичайних інфрачервоних лазерів. Ця характеристика, яка забезпечує вищу якість і ефективність обробки металів з високим відбивним світлом, призвела до різкого зростання ринкового попиту на лазери синього світла.
Ключові чинники зростання попиту на синє світло
Безсумнівно, найбільшою рушійною силою зростання попиту на синє світло є сфера виробництва літієвих батарей.
Відповідно до загальної тенденції енергозбереження, захисту навколишнього середовища та сталого розвитку нові енергетичні транспортні засоби, переважно електромобілі, поступово витісняють паливні транспортні засоби. Автомобілі з новою енергією вже є нестримною новою силою на ринку. Дані Міністерства промисловості та інформаційних технологій за 2023 рік на початку року показали, що у 2022 році кількість транспортних засобів на новій енергії в Китаї продовжувала стрімко зростати, залишаючись номером один у світі вісім поспіль. років, і рівень проникнення на ринок досяг нового рекордного рівня. На початку цього року, у липні, 20-мільйонний новий автомобіль на енергії, виготовлений у Китаї, зійшов з конвеєра в Гуанчжоу! Очікується, що Китай стане першою країною в світі, яка перетне межу в еру 10 мільйонів щорічних продажів нових енерготранспортних засобів.
Постійне зростання виробництва та продажів електромобілів завдяки швидкому зростанню ринку літієвих акумуляторів. Китайська індустрія акумуляторних батарей продовжує лідирувати у світі, 70 відсотків акумуляторних батарей виробляється в Китаї.
У виробництві літієвих батарей багато ланок беруть участь у зварюванні міді, алюмінію та інших матеріалів із високим вмістом металів, наприклад, зварювання полюсних наконечників, зварювання квадратної оболонки батареї; який найчастіше використовується в квадратних батареях, це використання деталей лазерного зварювання більшості типів батарей. У порівнянні зі звичайним інфрачервоним світлом, зварювання синім світлом може досягти відсутності бризок, відсутності пористості, консистенції зварного шва хороших результатів зварювання, що робить ринковий попит на синє світло безпрецедентним.
На додаток до величезної рушійної сили промислового застосування, лазери синього світла також можна використовувати в медичному лікуванні, підводному виявленні, освітленні, дисплеях та інших сферах, і попит, виявлений у цих сферах, також сприяв розвитку лазерної технології синього світла для певною мірою.
Основна технологія синього лазера
Основною технологією лазера з синім світлом є однотрубний чіп із синім світлом.
Напівпровідникові мікросхеми синього світла зазвичай базуються на таких матеріалах, як InGaN/AlGaN/GaN тощо, і формуються у придатні для використання однотрубні продукти після епітаксійного росту, процесу потоку пластин, обробки поверхні порожнини, пакування та інших процесів.
В даний час рівень потужності комерційно доступних ламп синього світла становить 5 Вт, а в лабораторії можна досягти приблизно 10 Вт. Не так багато виробників, які можуть виробляти однотрубні мікросхеми з синім світлом, хоча є деякі вітчизняні виробники, які спеціалізуються в цій галузі, але на даний момент домінуючу позицію займають кілька німецьких і японських компаній, однією з яких є Німеччина ams OSRAM.
У 2023 році на Munich Shanghai Optical Expo журнал Laser World Magazine мав честь взяти інтерв’ю у пані Цзе Ся, старшого менеджера відділу розробки системних рішень ams OSRAM. За її словами, наразі ams OSRAM має повну виробничу лінію від виробництва лазерних мікросхем до упаковки, а найвища вихідна потужність комерційної одиночної трубки з блакитним світлом, що надається зараз, становить 5 Вт. ams OSRAM має чудові технологічні можливості для виробництва однотрубних однотрубних виробів із синім світлом зі стабільною продуктивністю, що є однією з основних переваг ams OSRAM, яка може домінувати у сфері лазерних чіпів із синім світлом.
Програми синього світла продовжують розширюватися
Говорячи про застосування синього світла, Ся Цзе сказав, що однотрубний синій світло потужністю 5 Вт недостатній, щоб задовольнити попит на більш високу потужність для промислової обробки, тому більше однотрубних виробів буде об’єднано разом після об’єднання оптичного променя та інша обробка для досягнення більшої потужності може бути використана для промислової обробки синього джерела світла.
Дивлячись на напівпровідникову промисловість, складність дуже висока, що дуже схоже на виклики, з якими стикається галузь фотоніки. Подібно до фотоніки, напівпровідникова промисловість продовжує інвестувати значні кошти в дослідження та розробки. Фактично, у 2021 році напівпровідникова промисловість витрачає колосальні 71 мільярд доларів на дослідження та розробки, що займає друге місце у світі за обсягом витрат на дослідження та розробки в усіх галузях.
На цій виставці ams OSRAM продемонструвала зразки модулів синього лазера потужністю 30 Вт, 100 Вт, засновані на вузлі чіпа блакитного лазера, а саме поєднання кількох однотрубних чіпів через вихід волоконного з’єднання для досягнення потужності, що перевищує або дорівнює 30 Вт, Вихідна потужність 100 Вт забезпечує високу яскравість і високу щільність потужності, що можна використовувати для виконання задач точної обробки.
Блакитне світло, як джерело світла для певних мінімально інвазивних хірургічних операцій, стане піонером нових інновацій щодо хірургічних травм, зменшення шрамів і болю пацієнта. Повідомляється, що низка організацій уже проводить поглиблені дослідження та дослідження медичного застосування синього світла, причому ams OSRAM надає їм джерела синього світла.
Повідомляється, що в листопаді 2011 року Перша афілійована лікарня Сіаньського університету Цзяотун оголосила про перше в світі хірургічне обладнання з блакитним лазером з вихідною потужністю 200 Вт, яке використовується в лазерній енуклеації пухлин сечового міхура для енуклеації пухлини.
ams OSRAM також продемонстрував модуль лазерного гравірування на основі синього лазерного чіпа, модуль може забезпечувати вихідну потужність 20 Вт, 30 Вт, 40 Вт, 50 Вт, розмір вихідної плями 50 мкм × 70 мкм ~ 80 мкм × 110 мкм, фокусна відстань 20 ~ 50 мм між факультативними. Цей модуль синього світла можна використовувати для домашньої гравірувальної машини своїми руками, підходить для гравіювання металу, дерева, паперу, шкіри, пластику та багатьох інших матеріалів; він також може різати дерево, папір і шкіру товщиною менше 5 мм. Коли розмір плями становить 50 мкм × 70 мкм і потужність 40 Вт, він може виконувати високоточне гравіювання на поверхні латуні товщиною 1 см; коли фокусна відстань становить 50 мм, він може гравірувати метал і різати дерево.
Для застосувань промислової обробки, де потрібен блакитний лазер більшої потужності, довжина хвилі випромінювання 445 нм підходить для зварювання, плакування та додаткового виробництва міді, золота та інших металевих матеріалів. Також можна скласти та об’єднати кілька синіх лазерів разом, щоб досягти потужності в кіловати або навіть більшу модульну продукцію синього світла, що для найбільших областей застосування – виготовлення літієвих батарей із різноманітних мідних, алюмінієвих та інших антикорозійних матеріалів. зварювальна ланка, щоб забезпечити якість обробки в той же час, щоб досягти більшої ефективності обробки.
На додаток до зварювального застосування міді та інших дуже антиматеріалів, мідне лазерне плакування та адитивне виробництво також є важливою сферою застосування синього світла.
Майбутні тенденції
З точки зору майбутнього ринкового попиту на застосування, зварювання міді та інших кольорових матеріалів все ще залишається однією з основних областей застосування синього лазера для виробництва літієвих акумуляторів для нових транспортних засобів. Літієві батареї в наконечниках, шинах, верхній кришці, модулі та багатьох інших зварювальних ланках, високі вимоги до герметизації, естетики, ефективності зварювання та інших показників спонукають блакитний лазер до напрямку вищої потужності та кращої якості променя. Це сприятиме подальшому просуванню промисловості на технічному рівні, яка прагне до синіх однотрубних продуктів більшої потужності, за словами Ся Цзе, виявилося, що ams OSRAM займається розробкою комерційних синіх однотрубних синіх продуктів більшої потужності.
На додаток до підвищення потужності синього однотрубного, однотрубний масив буде об’єднано разом, за допомогою методу комбінованого променя, здатного досягти кіловатної потужності, галузь повідомила про потужність до 4 кВт продуктів синього світла, і зробити a хороша якість променя. Таким чином, керуючись ринковим попитом, технологія комбінованого променя синього світла зробить нові прориви.
Вища потужність, більша яскравість синього джерела світла стане основним виробництвом літію в якості обробки та ефективності на новому рівні. Поява високопродуктивного джерела синього світла також буде поза промисловою обробкою більш широкого спектру полів, щоб розробити нові додатки, такі як синій лазер і червоне світло, триколірний синтез зеленого світла, формування лазерного білого світла на екрані телевізора можна використовувати підсвічування, щоб отримати яскравіший, більш енергоефективний колір дисплея.
Перекладено за допомогою www.DeepL.com/Translator (безкоштовна версія)
