I. Основні технічні принципи та переваги
Серцевиною дискового лазера є його підсилювальне середовище-кристал у формі диска- (наприклад, Yb:YAG), який зазвичай має товщину лише близько 0,1 міліметра. Ця надзвичайно тонка геометрична структура дозволяє теплу швидко проводити аксіально до радіатора на задній панелі, ефективно уникаючи «ефекту теплової лінзи», спричиненого нерівномірним розподілом температури в традиційних стрижневих лазерах, забезпечуючи тим самим чудову якість променя. У над-лазерних додатках дискові лазери можуть виконувати зварювання, свердління та різання з точністю-мікрометра. Мінімальний вплив тепла під час обробки досягається так званою «холодною обробкою».
II. Передові-дослідження та прорив у продуктивності
У наукових дослідженнях надшвидкісні дискові лазери є ідеальними драйверами для генерації аттосекундних імпульсів і джерел ультрафіолетового (XUV) світла з високим -потоком. За останні роки вітчизняні та міжнародні дослідницькі групи неодноразово встановлювали нові рекорди у збільшенні їх середньої потужності та енергії імпульсу. Наприклад, деякі команди досягли понад 200 мДж пікосекундного виходу лазера з частотою повторення 1 кГц завдяки інноваційній технології прямого рідинного охолодження та багато-структурам насоса. Інше дослідження встановило новий рекорд середньої потужності осцилятора в 550 Вт з використанням спеціальних матриць дзеркал і напівпровідникових поглинаючих дзеркал (SESAM). Ці надшвидкі-лазерні системи з високою{10}}повторюваністю-високої{12}}енергії забезпечують потужні джерела світла для передових-досліджень у фізиці аттосекунд, лазерних громовідводів і динаміки поверхневих фотоелектронів.
III. Основні сценарії промислового застосування
У промисловому виробництві надшвидкісні дискові лазери значно розширюють можливості багатьох стратегічних галузей, що розвиваються:
Нова енергетика та автомобільне виробництво: У секторі електромобілів (EV) дискові лазери широко використовуються для зварювання з’єднань акумуляторів матеріалів із високим відбиттям, таких як мідь та алюміній. Міцність з’єднання може досягати 95% від основного матеріалу без бризок, ідеально адаптуючись до точної обробки пластин рідинного охолодження та мідних шин.
Аерокосмічна: вони використовуються для свердління отворів для охолодження в лопатях турбіни-на основі суперсплаву на основі нікелю, що значно покращує ефективність авіаційних двигунів і підтримує виробництво наступного{1}}конструкцій планера.
Напівпровідники та нові дисплеї: високо-потужні ультрафіолетові наносекундні дискові лазери можуть підтримувати критичні процеси, такі як лазерне підйом-off (LLO) і ексимерний лазерний відпал (ELA), сприяючи точній обробці OLED-панелей і напівпровідникових пластин. Крім того, вони служать основним альтернативним технологічним маршрутом для джерел світла EUV для літографії наступного-покоління.
Спеціальні матеріали та медичні прилади: вони забезпечують високоефективну обробку полімерів,-зміцнених вуглецевим волокном (CFRP) із незначними термічними пошкодженнями. У галузі медицини вони використовуються для виготовлення коронарних стентів із розміром менше 50 мікрон, що покращує біосумісність.
IV. Процес індустріалізації та ринковий ландшафт
Глобальний ринок надшвидких дискових лазерів швидко зростає, і, за прогнозами, до 2029 року він досягне майже 700 мільйонів доларів США. Довгий час основні технології в цій галузі були монополізовані закордонними компаніями, наприклад німецькими. Проте в останні роки китайські підприємства прискорили свій прорив у цьому секторі. Такі вітчизняні компанії, як Suzhou Zhonghui Laser, успішно освоїли технологію основного дискового лазера та досягли промислового масового виробництва. Вони запустили фемтосекундні лазери-кіловатного рівня та високо{7}}потужні ультрафіолетові та зелені лазерні платформи. Ці досягнення не тільки досягли сотень мільйонів юанів у вихідній вартості промислової точної обробки, але й забезпечили незалежні та контрольовані рішення джерела світла для великих національних стратегічних проектів, таких як домашні EUV джерела світла та контрольований ядерний синтез. Дивлячись у майбутнє, завдяки прогресу в гібридизації та модульній конструкції волоконних лазерів поріг застосування для дискових лазерів буде ще більше знижений, відкриваючи ширші перспективи розвитку.
