Vlnová délka modrého světla se nachází v pásmu 400~500nm a jednou z nejdůležitějších charakteristik světla v tomto pásmu je, že je snadno absorbováno vysoce antikovovými materiály, jako je měď. Míra absorpce modrého světla vysoce reflexními kovy, jako je měď, je 5-10krát vyšší než u běžných infračervených laserů. Tato vlastnost, která umožňuje vyšší kvalitu a efektivitu zpracování vysoce reflexních kovů, vedla k prudkému nárůstu poptávky na trhu po laserech s modrým světlem.
Klíčové faktory růstu poptávky po modrém světle
Největší hnací silou růstu poptávky po modrém světle je nepochybně oblast výroby lithiových baterií.
V rámci obecného trendu úspor energie, ochrany životního prostředí a udržitelného rozvoje postupně nahrazují vozidla na palivo nová energetická vozidla, především elektromobily. Nová energetická vozidla jsou již nezastavitelnou novou silou na trhu. Údaje z roku 2023 z ministerstva průmyslu a informačních technologií na začátku roku ukázaly, že čínská nová energetická vozidla v roce 2022 nadále explozivně rostla a zůstala světovou jedničkou již osm po sobě jdoucích let a míra pronikání na trh dosáhla nového rekordu. Začátkem tohoto roku v červenci sjelo z výrobní linky v Guangzhou 20milionté nové energetické vozidlo vyrobené v Číně! Očekává se, že Čína bude první zemí na světě, která překročí hranici do éry 10 milionů ročních prodejů nových energetických vozidel.
Pokračující růst výroby a prodeje elektrických vozidel, tažený rychlým růstem trhu s lithiovými bateriemi. Čínský průmysl napájecích baterií i nadále vede svět, 70 procent napájecích baterií je vyrobeno v Číně.
Při výrobě lithiových baterií se mnoho článků podílí na svařování mědi, hliníku a dalších vysoce antikovových materiálů, jako je svařování pólových oček, svařování čtvercových plášťů baterií; který se nejčastěji používá ve čtvercových bateriích, je použití laserového svařování částí většiny typů baterií. Ve srovnání s běžným infračerveným světlem nemůže svařování modrým světlem dosáhnout žádného rozstřiku, žádné pórovitosti, konzistence svaru s dobrými výsledky svařování, díky čemuž je poptávka po modrém světle na trhu bezprecedentní.
Kromě obrovské hnací síly průmyslových aplikací mohou být lasery s modrým světlem použity také v lékařském ošetření, podvodní detekci, osvětlení, zobrazování a dalších oblastech a poptávka odhalená v těchto oblastech také podpořila vývoj technologie modrého světla. do určité míry.
Základní technologie modrého laseru
Základní technologií laseru s modrým světlem je jednotrubkový čip s modrým světlem.
Polovodičové čipy s modrým světlem jsou obvykle založeny na materiálech, jako je InGaN/AlGaN/GaN atd., a po epitaxním růstu, procesu wafer flow, povrchové úpravě dutin, balení a dalších procesech jsou formovány do použitelných jednotrubkových produktů.
V současné době je úroveň výkonu komerčně dostupných jednoduchých trubic s modrým světlem 5 W, přičemž v laboratoři je možné dosáhnout přibližně 10 W. Není mnoho výrobců, kteří dokážou poskytnout jednotrubkové čipy s modrým světlem, i když existuje několik domácích výrobců specializujících se na tuto oblast, ale v současné době má dominantní postavení stále několik německých a japonských společností, Německo ams OSRAM je jednou z nich.
V roce 2023 v Mnichově Shanghai Optical Expo měl časopis Laser World Magazine tu čest vyzpovídat paní Jie Xia, vrchní manažerku oddělení inženýrství systémových řešení ams OSRAM. Řekla, že v současné době má ams OSRAM kompletní výrobní linku od výroby laserových čipů až po balení a nejvyšší výstupní výkon v současnosti dodávané komerční jednoduché trubice s modrým světlem je 5 W. ams OSRAM má vynikající procesní schopnost vyrábět produkty s jednou trubicí s modrým světlem se stabilním výkonem, což je jedna z hlavních výhod ams OSRAM, která může dominovat na poli laserových čipů s modrým světlem.
Aplikace modrého světla se stále rozšiřují
Když mluvíme o použití modrého světla, Xia Jie řekl, že výkonová úroveň modrého světla s jednou trubicí 5 W nestačí k uspokojení poptávky po vyšším výkonu pro průmyslové zpracování, takže po zkombinování optického paprsku a jiné zpracování, za účelem dosažení vyššího výkonu lze použít pro průmyslové zpracování zdroje modrého světla.
Při pohledu na polovodičový průmysl je složitost velmi vysoká, což je velmi podobné výzvám, kterým čelí fotonický průmysl. Podobně jako fotonický průmysl, i polovodičový průmysl nadále masivně investuje do výzkumu a vývoje. Ve skutečnosti v roce 2021 utrácí polovodičový průmysl na výzkum a vývoj neuvěřitelných 71 miliard dolarů, což je druhé místo na světě, pokud jde o výdaje na výzkum a vývoj napříč všemi průmyslovými odvětvími.
Na této výstavě ams OSRAM demonstroval vzorky modulů 30W, 100W modrého laseru založeného na sestavě čipu modrého laseru, konkrétně jde o kombinaci více jednotrubkových čipů prostřednictvím výstupu vláknové spojky pro dosažení výkonu většího nebo rovného 30W, 100W výstupní výkon a dosažení vysokého jasu a vysoké hustoty výkonu, které lze použít pro úkoly přesného zpracování.
Modré světlo jako zdroj světla pro určité minimálně invazivní operace bude průkopníkem nových inovací v oblasti chirurgického traumatu, redukce jizev a bolesti pacientů. Uvádí se, že řada organizací již provádí hloubkový výzkum a studie lékařských aplikací využívajících modré světlo, přičemž ams OSRAM jim poskytuje zdroje modrého světla.
Uvádí se, že v listopadu 2011 oznámila První přidružená nemocnice univerzity Xi'an Jiaotong první chirurgické zařízení na světě s modrým laserem s výstupním výkonem 200 W, které se používá při laserové enukleaci nádorů močového měchýře pro enukleaci nádorů.
ams OSRAM také předvedl laserový gravírovací modul založený na sestavě modrého laserového čipu, modul může poskytovat výstupní výkon 20 W, 30 W, 40 W, 50 W, velikost výstupního bodu 50 μm × 70 μm ~ 80 μm × 110 μm, ohniskovou vzdálenost 20 ~ 50 mm mezi volitelnými. Tento modul modrého světla lze použít pro domácí gravírovací stroj pro kutily, vhodný pro gravírování kovu, dřeva, papíru, kůže, plastu a mnoha dalších materiálů; může také řezat dřevo, papír a kůži o tloušťce menší než 5 mm. Když je velikost bodu 50 μm × 70 μm a výkon je 40 W, může realizovat vysoce přesné rytí na povrchu mosazi o tloušťce 1 cm; když je ohnisková vzdálenost 50 mm, může gravírovat kov a řezat dřevo.
Pro aplikace průmyslového zpracování vyžadující vyšší výkon modrého laseru je výstupní vlnová délka 445nm vhodná pro svařování, plátování a aditivní výrobu mědi, zlata a dalších kovových materiálů. Je také možné skládat a kombinovat více modrých laserů dohromady, aby se dosáhlo výkonu kilowattů nebo dokonce vyšších modulů modrého světla, které pro největší aplikační oblasti - výrobu lithiových baterií z různých mědi, hliníku a dalších vysoce antikorozních materiálů svařovací spoj, aby byla současně zajištěna kvalita zpracování, aby se dosáhlo vyšší účinnosti zpracování.
Kromě svařovací aplikace mědi a dalších vysoce anti-materiálů, měděného laserového plátování a aditivní výroby, je také důležitou oblastí použití modrého světla.
Budoucí trendy
Z hlediska budoucí poptávky po aplikacích na trhu je výroba lithiových baterií nových energetických vozidel při svařování mědi a jiných neželezných materiálů stále jednou z hlavních oblastí použití modrého laseru. Lithiové baterie v okách, přípojnici, horním krytu, modulu a mnoha dalších svařovacích článcích, vysoký požadavek na těsnění, estetiku, účinnost svařování a další indikátory posouvají modrý laser směrem k vyššímu výkonu a lepší kvalitě paprsku. To dále podpoří průmysl na technické úrovni, který se zavázal k vyšším výkonovým modrým jednotrubkovým produktům, podle Xia Jie odhalil, že ams OSRAM byl ve vývoji výkonnějších komerčních modrých jednotrubkových výrobků.
Kromě zvýšení výkonu modré jediné trubice bude jednotrubkové pole kombinováno dohromady pomocí metody kombinovaného paprsku, která je schopna dosáhnout výkonu kilowattů, průmysl oznámil výkon až 4 kW produktů s modrým světlem a dobrá kvalita paprsku. Proto, poháněná poptávkou na trhu, technologie kombinovaného paprsku modrého světla přinese další nové průlomy.
Vyšší výkon, vyšší jas zdroje modrého světla, bude hlavním proudem výroby lithia v kvalitě zpracování a účinnosti na novou úroveň. Vznik vysoce výkonného zdroje modrého světla bude také mimo průmyslové zpracování širšího spektra oborů, aby se vyvíjely nové aplikace, jako je modrý laser a červené světlo, syntéza tří barev zeleného světla, tvorba laserového bílého světla Na televizní obrazovce lze použít osvětlení pro dosažení živějších, jasnějších a energeticky úspornějších barev displeje.
Přeloženo pomocí www.DeepL.com/Translator (bezplatná verze)
