Vlnová dĺžka modrého svetla sa nachádza v pásme 400 ~ 500 nm a jednou z najdôležitejších charakteristík svetla v tomto pásme je, že je ľahko absorbované vysoko antikovovými materiálmi, ako je meď. Miera absorpcie modrého svetla vysoko reflexnými kovmi, ako je meď, je 5-10-krát vyššia ako u bežných infračervených laserov. Táto vlastnosť, ktorá umožňuje vyššiu kvalitu a efektivitu spracovania vysoko reflexných kovov, viedla k prudkému nárastu dopytu na trhu po laseroch s modrým svetlom.
Kľúčové faktory rastu dopytu po modrom svetle
Najväčšia hnacia sila rastu dopytu po modrom svetle nepochybne pochádza z oblasti výroby lítiových batérií.
V rámci všeobecného trendu úspor energie, ochrany životného prostredia a trvalo udržateľného rozvoja postupne nahrádzajú vozidlá na pohonné hmoty nové energetické vozidlá, najmä elektrické vozidlá. Nové energetické vozidlá sú už nezastaviteľnou novou silou na trhu. Údaje ministerstva priemyslu a informačných technológií z roku 2023 zo začiatku roka ukázali, že nové energetické vozidlá v Číne pokračovali v explozívnym raste aj v roku 2022 a zostali svetovou jednotkou už osem po sebe rokov a miera prieniku na trh dosiahla nový rekord. Začiatkom tohto roka v júli zišlo z výrobnej linky v Guangzhou 20 miliónové nové energetické vozidlo vyrobené v Číne! Očakáva sa, že Čína bude prvou krajinou na svete, ktorá prekročí hranicu do éry 10 miliónového ročného predaja nových energetických vozidiel.
Pokračujúci rast výroby a predaja elektrických vozidiel, poháňaný rýchlym rastom trhu s lítiovými batériami. Čínsky priemysel napájacích batérií naďalej vedie svet, 70 percent napájacích batérií sa vyrába v Číne.
Pri výrobe lítiových batérií sa mnoho článkov podieľa na zváraní medi, hliníka a iných vysoko antikovových materiálov, ako je zváranie pólových očiek, zváranie štvorcového plášťa batérie; ktorý sa najčastejšie používa v štvorcových batériách, je použitie laserového zvárania častí väčšiny typov batérií. V porovnaní s bežným infračerveným svetlom nemôže zváranie modrým svetlom dosiahnuť žiadne rozstrekovanie, žiadnu pórovitosť, konzistenciu zvaru s dobrými výsledkami zvárania, vďaka čomu je dopyt po modrom svetle na trhu bezprecedentný.
Okrem obrovskej hnacej sily priemyselných aplikácií je možné lasery s modrým svetlom použiť aj v medicíne, podvodnej detekcii, osvetlení, zobrazovaní a iných oblastiach a dopyt odhalený v týchto oblastiach tiež podporil vývoj technológie modrého svetla. do určitej miery.
Základná technológia modrého lasera
Hlavnou technológiou lasera s modrým svetlom je jednorúrkový čip s modrým svetlom.
Polovodičové čipy s modrým svetlom sú zvyčajne založené na materiáloch, ako je InGaN/AlGaN/GaN atď., a po epitaxiálnom raste, procese toku plátku, povrchovej úprave dutín, balení a iných procesoch sa formujú do použiteľných jednorúrkových produktov.
V súčasnosti je úroveň výkonu komerčne dostupných jednoduchých trubíc s modrým svetlom 5 W, pričom v laboratóriu je možné dosiahnuť približne 10 W. Nie je veľa výrobcov, ktorí dokážu poskytnúť jednorúrkové čipy s modrým svetlom, aj keď existuje niekoľko domácich výrobcov špecializujúcich sa na túto oblasť, ale v súčasnosti má stále dominantné postavenie niekoľko nemeckých a japonských spoločností, jednou z nich je Nemecko ams OSRAM.
V roku 2023 v Mníchove Shanghai Optical Expo, Laser World Magazine mal tú česť urobiť rozhovor s pani Jie Xia, senior manažérkou oddelenia systémových riešení ams OSRAM. Povedala, že v súčasnosti má ams OSRAM kompletnú výrobnú linku od výroby laserových čipov až po balenie a najvyšší výstupný výkon komerčnej jednej trubice s modrým svetlom, ktorá sa v súčasnosti poskytuje, je 5 W. ams OSRAM má vynikajúcu procesnú schopnosť produkovať modré svetlo jednorúrkové produkty so stabilným výkonom, čo je jedna z hlavných výhod ams OSRAM, ktorá môže dominovať v oblasti modrých svetelných laserových čipov.
Aplikácie s modrým svetlom sa naďalej rozširujú
Keď hovoríme o použití modrého svetla, Xia Jie povedal, že výkonová úroveň modrého svetla s jednou trubicou 5 W nestačí na uspokojenie dopytu po vyššom výkone pre priemyselné spracovanie, takže po spojení optického lúča a iné spracovanie, na dosiahnutie vyššieho výkonu možno použiť na priemyselné spracovanie zdroja modrého svetla.
Pri pohľade na polovodičový priemysel je zložitosť veľmi vysoká, čo je veľmi podobné výzvam, ktorým čelí fotonický priemysel. Podobne ako fotonický priemysel, aj polovodičový priemysel naďalej masívne investuje do výskumu a vývoja. V skutočnosti v roku 2021 polovodičový priemysel vynakladá neuveriteľných 71 miliárd dolárov na výskum a vývoj, čo je druhé miesto na svete, pokiaľ ide o výdavky na výskum a vývoj vo všetkých odvetviach.
Na tejto výstave ams OSRAM demonštroval vzorky modulu 30W, 100W modrého lasera založeného na zostave čipu modrého lasera, konkrétne ide o kombináciu viacerých jednorúrkových čipov cez výstup vláknovej spojky, aby sa dosiahol výkon väčší alebo rovný 30W, Výkon 100 W a dosiahnutie vysokého jasu a vysokej hustoty výkonu, ktoré možno použiť na úlohy presného spracovania.
Modré svetlo, ako svetelný zdroj pre určité minimálne invazívne operácie, bude priekopníkom nových inovácií v oblasti chirurgickej traumy, redukcie jaziev a bolesti pacienta. Uvádza sa, že množstvo organizácií už vykonáva hĺbkový výskum a štúdie o medicínskych aplikáciách modrého svetla, pričom ams OSRAM im poskytuje zdroje modrého svetla.
Uvádza sa, že v novembri 2011 prvá pridružená nemocnica univerzity Xi'an Jiaotong oznámila prvé chirurgické zariadenie na svete s modrým laserom s výstupným výkonom 200 W, ktoré sa používa pri laserovej enukleácii nádorov močového mechúra na enukleáciu nádorov.
ams OSRAM demonštroval aj laserový gravírovací modul založený na zostave modrého laserového čipu, modul môže poskytnúť výstupný výkon 20 W, 30 W, 40 W, 50 W, veľkosť výstupného bodu 50 μm × 70 μm ~ 80 μm × 110 μm, ohniskovú vzdialenosť 20 ~ 50 mm medzi voliteľnými. Tento modul modrého svetla je možné použiť pre domáci gravírovací stroj pre domácich majstrov, vhodný na gravírovanie kovu, dreva, papiera, kože, plastov a mnohých ďalších materiálov; môže tiež rezať drevo, papier a kožu s hrúbkou menšou ako 5 mm. Keď je veľkosť bodu 50 μm × 70 μm a výkon je 40 W, môže realizovať vysoko presné gravírovanie na povrchu mosadze s hrúbkou 1 cm; pri ohniskovej vzdialenosti 50 mm dokáže gravírovať kov a rezať drevo.
Pre aplikácie priemyselného spracovania vyžadujúce vyšší výkon modrého lasera je výstupná vlnová dĺžka 445 nm vhodná na zváranie, opláštenie a aditívnu výrobu medi, zlata a iných kovových materiálov. Je tiež možné stohovať a kombinovať viacero modrých laserov dohromady, aby sa dosiahol výkon kilowattov alebo ešte vyšší modul modulov modrého svetla, ktorý pre najväčšie aplikačné oblasti - výrobu lítiových batérií z rôznych medených, hliníkových a iných vysoko antikoróznych materiálov zvárací odkaz, aby sa zároveň zabezpečila kvalita spracovania, aby sa dosiahla vyššia účinnosť spracovania.
Okrem zvárania medi a iných vysoko anti-materiálov je dôležitou oblasťou použitia modrého svetla aj medený laserový obklad a aditívna výroba.
Budúce trendy
Z hľadiska budúceho dopytu po aplikácii na trhu je výroba lítiových batérií nových energetických vozidiel pri zváraní medi a iných neželezných materiálov stále jednou z hlavných oblastí použitia modrého lasera. Lítiové batérie v očkách, prípojnici, hornom kryte, module a mnohých ďalších zváracích spojoch, vysoké nároky na utesnenie, estetiku, účinnosť zvárania a ďalšie indikátory povedú modrý laser smerom k vyššiemu výkonu a lepšej kvalite lúča. To ďalej podporí priemysel na technickej úrovni, ktorý sa zaviazal k vyšším výkonom modrých jednorúrkových produktov, podľa Xia Jie odhalil, že ams OSRAM bol vo vývoji výkonnejších komerčných modrých jednorúrkových produktov.
Okrem zvýšenia výkonu modrej jednorúrkovej sústavy sa jednorúrkové pole skombinuje pomocou metódy kombinovaného lúča, ktorá dokáže dosiahnuť výkon kilowattov, priemysel oznámil výkon až 4 kW produktov s modrým svetlom a dobrá kvalita lúča. Preto, riadená dopytom na trhu, technológia kombinovaného lúča modrého svetla prinesie ďalšie nové objavy.
Vyšší výkon, vyšší jas zdroja modrého svetla, bude hlavným prúdom výroby lítia v kvalite spracovania a účinnosti na novú úroveň. Vznik výkonnejšieho zdroja modrého svetla bude tiež mimo priemyselného spracovania širšej škály oblastí, aby sa vyvinuli nové aplikácie, ako je modrý laser a červené svetlo, trojfarebná syntéza zeleného svetla, tvorba laserového bieleho svetla. Na televíznej obrazovke možno použiť osvetlenie, aby sa dosiahla živšia, jasnejšia a energeticky efektívnejšia farba displeja.
Preložené s www.DeepL.com/Translator (bezplatná verzia)
