I. Základné technické princípy a výhody
Jadro diskového lasera spočíva v jeho strednom zosilnenom-kryštále v tvare disku- (napríklad Yb:YAG), ktorý je zvyčajne hrubý len asi 0,1 milimetra. Táto extrémne tenká geometrická štruktúra umožňuje rýchle axiálne odvádzanie tepla do chladiča na zadnej strane, čím sa účinne predchádza „efektu tepelnej šošovky“ spôsobenému nerovnomerným rozložením teploty v tradičných tyčových laseroch, čím sa zabezpečuje vynikajúca kvalita lúča. V ultra-rýchlych laserových aplikáciách môžu kotúčové lasery vykonávať zváranie, vŕtanie a rezanie s mikrometrovou- presnosťou. Minimálny tepelný vplyv počas spracovania dosahuje to, čo je známe ako "studené spracovanie".
II. Špičkový-výskum a prelomové výkony
Vo vedeckom výskume sú ultra{0}}rýchle diskové lasery ideálnymi ovládačmi na generovanie attosekundových impulzov a zdrojov extrémneho ultrafialového (XUV) svetla s-vysokým tokom. V posledných rokoch domáce a medzinárodné výskumné tímy opakovane dosiahli nové rekordy v zvyšovaní priemerného výkonu a energie pulzu. Niektoré tímy napríklad dosiahli viac ako 200 mJ pikosekundového laserového výstupu pri opakovacej frekvencii 1 kHz prostredníctvom inovatívnej technológie priameho chladenia kvapalinou a viac-priechodových štruktúr čerpadla. Iný výskum stanovil nový rekord oscilátora s priemerným výkonom 550 wattov pomocou špeciálnych zrkadlových polí a polovodičových saturovateľných absorbčných zrkadiel (SESAM). Tieto vysoko{10}}repetičné-frekvencie, vysoko{12}}energetické ultra{13}}rýchle laserové systémy poskytujú výkonné zdroje svetla pre špičkový{14}}výskum v oblasti attosekundovej fyziky, laserových bleskozvodov a povrchovej fotoelektrónovej dynamiky.
III. Hlavné scenáre priemyselných aplikácií
V priemyselnej výrobe ultra{0}}rýchle diskové lasery výrazne posilňujú viaceré strategické novovznikajúce odvetvia:
Nová energetika a výroba automobilov: V sektore elektrických vozidiel (EV) sa kotúčové lasery široko používajú na zváranie vysoko reflexných materiálov, ako je meď a hliník, pri spájaní batérií. Pevnosť spoja môže dosiahnuť 95% základného materiálu bez rozstreku, dokonale sa prispôsobí precíznemu spracovaniu kvapalinových chladiacich dosiek a medených prípojníc.
Letectvo a kozmonautika: Používajú sa na vŕtanie chladiacich otvorov do lopatiek turbín zo superzliatiny na báze niklu{0}, čím sa výrazne zvyšuje účinnosť leteckých motorov a podporuje sa výroba konštrukcií drakov lietadiel ďalšej{1}}generácie.
Polovodiče a nové displeje: Vysoko{0}}výkonné UV nanosekundové diskové lasery môžu podporovať kritické procesy, ako je laserové zdvíhanie-off (LLO) a excimerové laserové žíhanie (ELA), čím napomáhajú presnému spracovaniu OLED panelov a polovodičových doštičiek. Okrem toho slúžia ako základná alternatívna technologická cesta pre litografické svetelné zdroje EUV ďalšej-generácie.
Špeciálne materiály a zdravotnícke pomôcky: Umožňujú vysoko efektívne spracovanie polymérov vystužených uhlíkovými vláknami- (CFRP) so zanedbateľným tepelným poškodením. V lekárskej oblasti sa používajú na výrobu koronárnych stentov s vlastnosťami pod 50 mikrónov, čím sa zvyšuje biokompatibilita.
IV. Proces industrializácie a trhová krajina
Globálny trh s ultra{0}}rýchlymi diskovými lasermi zaznamenáva rýchly rast a predpokladá sa, že do roku 2029 dosiahne takmer 700 miliónov USD. Základné technológie v tejto oblasti dlho monopolizovali zámorské spoločnosti, ako napríklad nemecké. V posledných rokoch však čínske podniky urýchlili svoj pokrok v tomto sektore. Domáce spoločnosti ako Suzhou Zhonghui Laser úspešne zvládli jadrovú diskovú laserovú technológiu a dosiahli priemyselnú masovú výrobu. Uviedli na trh kilowattové-femtosekundové lasery a vysokovýkonné{7}}UV a zelené laserové platformy. Tieto pokroky nielenže dosiahli výstupnú hodnotu stoviek miliónov RMB v priemyselnom precíznom spracovaní, ale poskytli aj nezávislé a kontrolovateľné riešenia svetelných zdrojov pre veľké národné strategické projekty, ako sú domáce svetelné zdroje EUV a riadená jadrová fúzia. Pri pohľade do budúcnosti, s pokrokmi v hybridizácii a modulárnom dizajne vláknových laserov, sa prah použitia pre diskové lasery ešte zníži, čo prinesie širšie vyhliadky na vývoj.
