I. Základní technické principy a výhody
Jádro diskového laseru spočívá v jeho zesilovacím médiu-diskovém-krystalu (jako je Yb:YAG), který je obvykle tlustý pouze asi 0,1 milimetru. Tato extrémně tenká geometrická struktura umožňuje rychlé axiální vedení tepla do chladiče na zadní straně, čímž se účinně předchází „efektu tepelné čočky“ způsobenému nerovnoměrným rozložením teploty u tradičních tyčových laserů, čímž je zajištěna vynikající kvalita paprsku. V ultra-rychlých laserových aplikacích mohou diskové lasery provádět svařování, vrtání a řezání s mikrometrickou- přesností. Minimálním tepelným dopadem během zpracování je dosaženo toho, co je známé jako „studené zpracování“.
II. Špičkový-výzkum a průlom ve výkonu
Ve vědeckém výzkumu jsou ultra{0}}rychlé diskové lasery ideálními ovladači pro generování attosekundových pulzů a vysoce{1}}protokových zdrojů extrémního ultrafialového (XUV) světla. V posledních letech domácí i mezinárodní výzkumné týmy opakovaně vytvořily nové rekordy ve zvyšování průměrného výkonu a energie pulzu. Některé týmy například dosáhly více než 200 mJ pikosekundového laserového výstupu při opakovací frekvenci 1 kHz díky inovativní technologii přímého chlazení kapalinou a více-průchodovým strukturám čerpadla. Jiný výzkum stanovil nový rekord oscilátoru o průměrném výkonu 550 wattů pomocí speciálních zrcadlových polí a polovodičových saturovatelných absorbérových zrcadel (SESAM). Tyto vysoce-opakovací-rychlostní,-energetické ultra{13}}rychlé laserové systémy poskytují výkonné zdroje světla pro špičkový{14}}výzkum attosekundové fyziky, laserových bleskosvodů a povrchové fotoelektronové dynamiky.
III. Scénáře hlavních průmyslových aplikací
V průmyslové výrobě ultra{0}}rychlé diskové lasery hluboce posilují mnoho strategických rozvíjejících se odvětví:
Nová energetika a výroba automobilů: V sektoru elektrických vozidel (EV) jsou kotoučové lasery široce používány pro svařování bateriových spojů vysoce reflexních materiálů, jako je měď a hliník. Pevnost spoje může dosáhnout 95 % základního materiálu bez rozstřiku, dokonale se přizpůsobí preciznímu zpracování kapalinových chladicích desek a měděných přípojnic.
Aerospace: Používají se k vrtání chladicích otvorů do lopatek turbín ze superslitiny na bázi niklu{0}, čímž výrazně zlepšují účinnost leteckých motorů a podporují výrobu konstrukcí draků letadel příští{1}}generace.
Polovodiče a nové displeje: Vysoce-výkonné UV nanosekundové diskové lasery mohou podporovat kritické procesy, jako je laserový lift{1}}off (LLO) a excimerové laserové žíhání (ELA), čímž napomáhají přesnému zpracování OLED panelů a polovodičových waferů. Kromě toho slouží jako základní alternativní technologická cesta pro litografické světelné zdroje EUV příští-generace.
Speciální materiály a zdravotnické prostředky: Umožňují vysoce účinné zpracování polymerů vyztužených uhlíkovými vlákny- (CFRP) se zanedbatelným tepelným poškozením. V lékařské oblasti se používají k výrobě koronárních stentů s vlastnostmi menšími než 50 mikronů, což zvyšuje biokompatibilitu.
IV. Proces industrializace a tržní krajina
Globální trh ultra{0}}rychlých diskových laserů zažívá rychlý růst a předpokládá se, že do roku 2029 dosáhne téměř 700 milionů USD. Po dlouhou dobu byly hlavní technologie v této oblasti monopolizovány zámořskými společnostmi, například těmi v Německu. V posledních letech však čínské podniky urychlily svůj průlom v tomto sektoru. Domácí společnosti jako Suzhou Zhonghui Laser úspěšně zvládly základní diskovou laserovou technologii a dosáhly industrializované hromadné výroby. Spustili kilowattové-femtosekundové lasery a vysokovýkonné-UV a zelené laserové platformy. Tyto pokroky nejen dosáhly výstupní hodnoty stovek milionů RMB v průmyslovém přesném zpracování, ale také poskytly nezávislá a ovladatelná řešení světelných zdrojů pro velké národní strategické projekty, jako jsou domácí EUV světelné zdroje a řízená jaderná fúze. Při pohledu do budoucna se s pokroky v hybridizaci a modulárním designu vláknových laserů bude aplikační práh pro diskové lasery dále snižovat, což přinese širší vyhlídky na vývoj.
