I. Principii tehnice de bază și avantaje
Miezul unui disc laser se află în mediul său de amplificare-un cristal în formă de disc-(cum ar fi Yb:YAG) care are de obicei doar aproximativ 0,1 milimetri grosime. Această structură geometrică extrem de subțire permite ca căldura să fie condusă rapid axial către radiatorul de pe spate, evitând efectiv „efectul de lentilă termică” cauzat de distribuția neuniformă a temperaturii la laserele tradiționale cu tijă, asigurând astfel o calitate excelentă a fasciculului. În aplicațiile cu laser ultra-, laserele cu disc pot efectua sudare, găurire și tăiere cu precizie la nivel de-micrometru. Impactul minim de căldură în timpul procesării realizează ceea ce este cunoscut sub numele de „procesare la rece”.
II. Cercetare de ultimă oră-de performanță
În cercetarea științifică, laserele cu disc ultra-rapide sunt drivere ideale pentru generarea de impulsuri de attosecundă și surse de lumină ultravioletă extrem de-flux (XUV). În ultimii ani, echipele de cercetare interne și internaționale au stabilit în mod repetat noi recorduri în creșterea puterii medii și a energiei pulsului. De exemplu, unele echipe au atins peste 200 mJ de ieșire laser în picosecunde la o rată de repetiție de 1 kHz prin tehnologia inovatoare de răcire directă cu lichid și structurile pompelor cu mai multe treceri-. Alte cercetări au stabilit un nou record de oscilator de 550 de wați de putere medie, folosind oglinzi speciale și oglinzi absorbante saturabile cu semiconductor (SESAM). Aceste sisteme laser cu-repetiție-înaltă, cu-energie înaltă-energie ultra-rapidă oferă surse de lumină puternice pentru cercetare-de ultimă oră în fizica atosecundei, paratrăsnetul cu laser și dinamica fotoelectronilor de suprafață.
III. Scenarii de aplicații industriale de bază
În producția industrială, laserele cu disc ultra-rapide împuternicesc profund mai multe industrii strategice emergente:
Energie nouă și producție de automobile: În sectorul vehiculelor electrice (EV), laserele cu disc sunt utilizate pe scară largă pentru sudarea conexiunii bateriei a materialelor puternic reflectorizante precum cuprul și aluminiul. Rezistența îmbinării poate atinge 95% din materialul de bază fără stropi, adaptându-se perfect la prelucrarea de precizie a plăcilor de răcire cu lichid și a barelor colectoare de cupru.
Aerospațial: sunt folosite pentru a găuri găuri de răcire în paletele turbinelor din superaliaj-pe bază de nichel, îmbunătățind semnificativ eficiența motoarelor aerodinamice și susținând fabricarea structurilor de-generație următoare a aeronavei.
Semiconductori și afișaje noi: laserele cu disc în nanosecunde UV de mare-putere pot suporta procese critice, cum ar fi laser lift-off (LLO) și recoacere cu laser excimer (ELA), ajutând la procesarea de precizie a panourilor OLED și a plachetelor semiconductoare. În plus, ele servesc ca un traseu tehnologic alternativ de bază pentru sursele de lumină pentru litografie EUV de generația următoare-.
Materiale de specialitate și dispozitive medicale: permit procesarea foarte eficientă a polimerilor-armați cu fibră de carbon (CFRP) cu daune termice neglijabile. În domeniul medical, acestea sunt utilizate pentru fabricarea de stenturi coronariene cu caracteristici sub 50 de microni, sporind biocompatibilitatea.
IV. Procesul de industrializare și peisajul pieței
Piața globală de laser cu disc ultra-rapidă se confruntă cu o creștere rapidă și se estimează că va ajunge la aproape 700 de milioane USD până în 2029. Pentru o lungă perioadă de timp, tehnologiile de bază din acest domeniu au fost monopolizate de companiile de peste mări, cum ar fi cele din Germania. Cu toate acestea, în ultimii ani, întreprinderile chineze și-au accelerat progresele în acest sector. Companii autohtone precum Suzhou Zhonghui Laser au stăpânit cu succes tehnologia de bază a laserului disc și au realizat producție industrializată în masă. Au lansat lasere femtosecunde la nivel de kilowați-și platforme cu laser verde și UV de mare-putere. Aceste progrese nu numai că au atins sute de milioane de RMB în valoare de producție în procesarea industrială de precizie, dar au oferit și soluții independente și controlabile pentru surse de lumină pentru proiecte strategice naționale majore, cum ar fi sursele de lumină EUV interne și fuziunea nucleară controlată. Privind în perspectivă, odată cu progresele în hibridizare și proiectare modulară a laserelor cu fibră, pragul de aplicare pentru laserele cu disc va fi mai scăzut, dând naștere unor perspective mai largi de dezvoltare.
