Длина волны синего света находится в диапазоне 400–500 нм, и одной из наиболее важных характеристик света в этом диапазоне является то, что он легко поглощается высокоантиметаллическими материалами, такими как медь. Скорость поглощения синего света металлами с высокой отражающей способностью, такими как медь, в 5-10 раз выше, чем у обычных инфракрасных лазеров. Эта характеристика, обеспечивающая более высокое качество и эффективность обработки металлов с высокой отражающей способностью, привела к резкому увеличению рыночного спроса на лазеры синего света.
Ключевые факторы роста спроса на синий свет
Несомненно, самая большая движущая сила роста спроса на синий свет исходит от производства литиевых батарей.
В соответствии с общей тенденцией энергосбережения, защиты окружающей среды и устойчивого развития автомобили на новых источниках энергии, в основном электромобили, постепенно вытесняют автомобили, работающие на топливе. Автомобили на новых источниках энергии уже являются неудержимой новой силой на рынке. Данные Министерства промышленности и информационных технологий за 2023 год в начале года показали, что в 2022 году китайские автомобили на новых источниках энергии продолжали стремительно расти, оставаясь номером один в мире восемь раз подряд. лет, и уровень проникновения на рынок достиг нового рекордного уровня. Ранее в июле этого года 20-миллионный автомобиль на новой энергии, произведенный в Китае, сошел с конвейера в Гуанчжоу! Ожидается, что Китай станет первой страной в мире, которая пересечет черту в эпоху 10 миллионов ежегодных продаж автомобилей на новых источниках энергии.
Продолжающийся рост производства и продаж электромобилей, обусловленный стремительным ростом рынка литиевых аккумуляторов. Китайская индустрия аккумуляторов продолжает лидировать в мире, 70 процентов аккумуляторов производится в Китае.
При производстве литиевых батарей многие звенья участвуют в сварке меди, алюминия и других материалов с высоким содержанием антиметаллов, таких как сварка полюсных наконечников, сварка квадратных корпусов батарей; который чаще всего используется в квадратных батареях, это использование лазерной сварки деталей большинства типов батарей. По сравнению с обычным инфракрасным светом, сварка синим светом может обеспечить отсутствие брызг, отсутствие пористости, стабильность сварки и хорошие результаты сварки, что делает рыночный спрос на синий свет беспрецедентным.
В дополнение к огромной движущей силе промышленных приложений, лазеры синего света также могут использоваться в лечении, подводном обнаружении, освещении, отображении и других областях, и спрос, выявленный в этих областях, также способствовал развитию лазерной технологии синего света для определенной степени.
Основная технология синего лазера
Основной технологией лазера синего света является чип с одной трубкой синего света.
Полупроводниковые чипы с синим светом обычно изготавливаются на основе таких материалов, как InGaN/AlGaN/GaN и т. д., и формируются в пригодные для использования однотрубные продукты после эпитаксиального выращивания, процесса протекания пластин, обработки поверхности полости, упаковки и других процессов.
В настоящее время уровень мощности коммерчески доступных одиночных ламп синего света составляет 5 Вт, с возможностью достижения примерно 10 Вт в лаборатории. Существует не так много производителей, которые могут предоставить одноламповые чипы с синим светом, хотя есть несколько отечественных производителей, специализирующихся в этой области, но в настоящее время доминирующее положение по-прежнему занимают несколько немецких и японских компаний, одна из них — немецкая компания OSRAM.
В 2023 году на Мюнхенской Шанхайской Оптической Выставке журнал Laser World имел честь взять интервью у г-жи Цзе Ся, старшего менеджера отдела разработки системных решений ams OSRAM. Она сказала, что в настоящее время ams OSRAM имеет полную производственную линию от производства лазерных чипов до упаковки, и самая высокая выходная мощность коммерческой одиночной лампы с синим светом, поставляемой в настоящее время, составляет 5 Вт. ams OSRAM обладает превосходными технологическими возможностями для производства одноламповых продуктов с синим светом со стабильной производительностью, что является одним из основных преимуществ ams OSRAM, которые могут доминировать в области лазерных чипов с синим светом.
Приложения синего света продолжают расширяться
Говоря о применении синего света, Ся Цзе сказал, что уровня мощности однолампового синего света 5 Вт недостаточно для удовлетворения спроса на более высокую мощность для промышленной обработки, поэтому больше одноламповых продуктов будет объединено вместе после объединения оптического луча и другая обработка для достижения более высокой мощности может быть использована для промышленной обработки источника синего света.
Глядя на полупроводниковую промышленность, сложность очень высока, что очень похоже на проблемы, с которыми сталкивается индустрия фотоники. Как и фотонная промышленность, полупроводниковая промышленность продолжает вкладывать значительные средства в исследования и разработки. Фактически, в 2021 году полупроводниковая промышленность потратит колоссальный 71 миллиард долларов на исследования и разработки, что занимает второе место в мире по расходам на исследования и разработки во всех отраслях.
На этой выставке компания ams OSRAM продемонстрировала образцы модулей синего лазера мощностью 30 Вт и 100 Вт, основанные на сборке чипа синего лазера, а именно комбинацию нескольких чипов с одной трубкой через выход оптоволоконного соединения для достижения мощности более или равной 30 Вт. Выходная мощность 100 Вт, а также высокая яркость и высокая плотность мощности, которые можно использовать для задач точной обработки.
Синий свет, как источник света для некоторых минимально инвазивных операций, станет пионером новых инноваций в отношении хирургической травмы, уменьшения рубцов и боли у пациентов. Сообщается, что ряд организаций уже проводят углубленные исследования и исследования в области медицинских применений синего света, а am OSRAM предоставляет им источники синего света.
Сообщается, что в ноябре 2011 года Первая дочерняя больница Сианьского университета Цзяотун анонсировала первое в мире хирургическое оборудование с синим лазером с выходной мощностью 200 Вт, которое используется при лазерной энуклеации опухолей мочевого пузыря для энуклеации опухолей.
ams OSRAM также продемонстрировала модуль лазерной гравировки на основе сборки синего лазерного чипа, модуль может обеспечить выходную мощность 20 Вт, 30 Вт, 40 Вт, 50 Вт, размер выходного пятна 50 мкм × 70 мкм ~ 80 мкм × 110 мкм, фокусное расстояние 20 ~ 50 мм. между необязательными. Этот модуль синего света можно использовать для домашнего гравировального станка «сделай сам», подходящего для гравировки металла, дерева, бумаги, кожи, пластика и многих других материалов; он также может резать дерево, бумагу и кожу толщиной менее 5 мм. Когда размер пятна составляет 50 мкм × 70 мкм, а мощность составляет 40 Вт, он может выполнять высокоточную гравировку на поверхности латуни толщиной 1 см; при фокусном расстоянии 50 мм можно гравировать металл и резать дерево.
Для промышленных применений, требующих более мощного синего лазера, выходная длина волны 445 нм подходит для сварки, плакирования и аддитивного производства меди, золота и других металлических материалов. Также можно складывать и комбинировать несколько синих лазеров вместе для достижения мощности в киловаттах или даже более высокой мощности модулей синего света, что для самых больших областей применения - производство литиевых батарей из различных медных, алюминиевых и других материалов с высокими антикоррозийными свойствами. Сварочное звено, чтобы обеспечить качество обработки в то же время, чтобы достичь более высокой эффективности обработки.
В дополнение к сварке меди и других материалов с высокими анти-материалами, лазерная наплавка меди и аддитивное производство также являются важной областью применения синего света.
Будущие тенденции
С точки зрения будущего рыночного спроса, производство литиевых батарей для новых энергетических транспортных средств при сварке меди и других цветных металлов по-прежнему является одной из основных областей применения синего лазера. Литиевые батареи в проушинах, сборных шинах, верхней крышке, модуле и многих других сварочных соединениях, высокие требования к герметизации, эстетике, эффективности сварки и другим показателям подтолкнут синий лазер к более высокой мощности, лучшему направлению качества луча. Это будет способствовать дальнейшему развитию отрасли на техническом уровне, приверженной более высокой мощности синие одноламповые продукты, по словам Ся Цзе показал, что am OSRAM был в разработке более мощных коммерческих синих одноламповых.
В дополнение к увеличению мощности синей одноламповой решетки одноламповый массив будет объединен вместе с помощью метода комбинированного луча, способного достичь киловаттной мощности, промышленность сообщила о мощности до 4 кВт продуктов с синим светом и сделать хорошее качество луча. Таким образом, благодаря рыночному спросу технология комбинированного луча синего света сделает новые прорывы.
Более высокая мощность, более высокая яркость синего источника света, будет основным производством лития в качестве и эффективности обработки, на новый уровень. Появление источника синего света с более высокими характеристиками также будет выходить за рамки промышленной обработки более широкого спектра областей, для разработки более новых приложений, таких как синий лазер и красный свет, трехцветный синтез зеленого света, формирование лазерного белого света. Подсветка для получения более яркого, яркого и энергоэффективного цвета дисплея может использоваться на экране телевизора.
Переведено с www.DeepL.com/Translator (бесплатная версия)
