Zilās gaismas viļņa garums atrodas 400–500 nm joslā, un viena no svarīgākajām gaismas īpašībām šajā joslā ir tā, ka to viegli absorbē ļoti antimetāla materiāli, piemēram, varš. Zilās gaismas absorbcijas ātrums ar ļoti atstarojošiem metāliem, piemēram, varš, ir 5-10 reizes lielāks nekā parastajiem infrasarkanajiem lāzeriem. Šī īpašība, kas nodrošina augstāku kvalitāti un apstrādes efektivitāti ļoti atstarojošiem metāliem, ir izraisījusi strauju tirgus pieprasījuma pieaugumu pēc zilās gaismas lāzeriem.
Galvenie zilās gaismas pieprasījuma pieauguma virzītāji
Neapšaubāmi, lielākais zilās gaismas pieprasījuma pieauguma dzinējspēks ir litija bateriju ražošanas joma.
Saskaņā ar vispārējo enerģijas taupīšanas, vides aizsardzības un ilgtspējīgas attīstības tendenci jauni enerģijas transportlīdzekļi, galvenokārt elektriskie transportlīdzekļi, pakāpeniski aizstāj degvielu transportlīdzekļus. Jauni enerģijas transportlīdzekļi jau tagad ir neapturams jauns spēks tirgū. 2023. gada dati no Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrijas gada sākumā liecināja, ka Ķīnas jaunie enerģijas transportlīdzekļi 2022. gadā turpināja strauji pieaugt, astoņus gadus pēc kārtas paliekot pasaulē pirmajā vietā. gados, un tirgus izplatības līmenis sasniedza jaunu rekordaugstu līmeni. Šā gada sākumā, jūlijā, no ražošanas līnijas Guandžou nonāca 20 miljonais jaunais Ķīnā ražotais enerģijas transportlīdzeklis! Paredzams, ka Ķīna būs pirmā valsts pasaulē, kas šķērsos robežu, lai sasniegtu 10 miljonus jaunu enerģijas transportlīdzekļu ikgadējo pārdošanas apjomu.
Nepārtraukta elektrisko transportlīdzekļu ražošanas un pārdošanas izaugsme, ko noteica litija akumulatoru tirgus straujais pieaugums. Ķīnas akumulatoru ražošanas nozare turpina ieņemt vadošo pozīciju pasaulē, un 70 procenti no akumulatora tiek ražoti Ķīnā.
Litija bateriju ražošanā daudzas saites ir iesaistītas vara, alumīnija un citu augstas pretmetāla materiālu metināšanā, piemēram, polu cilpas metināšanā, kvadrātveida akumulatora korpusa metināšanā; ko visbiežāk izmanto kvadrātveida baterijās, ir lāzera metināšanas detaļu izmantošana lielākajai daļai akumulatoru veidu. Salīdzinot ar parasto infrasarkano gaismu, zilās gaismas metināšana nevar panākt izšļakstīšanos, porainību, metināšanas konsistenci un labu metināšanas rezultātu, kas padara tirgus pieprasījumu pēc zilās gaismas vēl nebijušu.
Papildus milzīgajam rūpniecisko lietojumu dzinējspēkam zilās gaismas lāzerus var izmantot arī ārstniecībā, zemūdens noteikšanā, apgaismojumā, displejā un citās jomās, un šajās jomās atklātais pieprasījums ir veicinājis arī zilās gaismas lāzera tehnoloģiju attīstību, lai. zināmā mērā.
Zilā lāzera pamattehnoloģija
Zilās gaismas lāzera galvenā tehnoloģija ir zilās gaismas vienas caurules mikroshēma.
Zilās gaismas pusvadītāju mikroshēmas parasti ir balstītas uz tādiem materiāliem kā InGaN/AlGaN/GaN utt., un pēc epitaksiālās augšanas, vafeļu plūsmas procesa, dobuma virsmas apstrādes, iepakošanas un citiem procesiem tās veido izmantojamos vienas caurules izstrādājumos.
Šobrīd komerciāli pieejamo zilās gaismas vienlampu jaudas līmenis ir 5W, ar iespēju laboratorijā sasniegt aptuveni 10W. Nav daudz ražotāju, kas var nodrošināt zilās gaismas vienas caurules mikroshēmas, lai gan ir daži vietējie ražotāji, kas specializējas šajā jomā, bet šobrīd dominējošā stāvoklī joprojām ir daži Vācijas un Japānas uzņēmumi, Vācija ams OSRAM ir viens no tiem.
2023. gada Minhenes Šanhajas optiskajā izstādē Laser World Magazine bija tas gods intervēt Dzje Sja kundzi, ams OSRAM sistēmu risinājumu inženierijas nodaļas vecāko vadītāju. Viņa teica, ka pašlaik ams OSRAM ir pilnīga ražošanas līnija no lāzera mikroshēmu ražošanas līdz iepakojumam, un pašlaik nodrošinātās komerciālās zilās gaismas vienas caurules lielākā izejas jauda ir 5 W. ams OSRAM ir izsmalcināta procesa spēja ražot zilās gaismas vienas caurules produktus ar stabilu veiktspēju, kas ir viena no galvenajām ams OSRAM priekšrocībām, kas var dominēt zilās gaismas lāzera mikroshēmu jomā.
Zilās gaismas lietojumi turpina paplašināties
Runājot par zilās gaismas pielietojumu, Sja Dzje sacīja, ka zilās gaismas vienas caurules 5 W jaudas līmenis nav pietiekams, lai apmierinātu pieprasījumu pēc lielākas jaudas rūpnieciskai apstrādei, tāpēc vairāk vienas caurules produktu tiks apvienoti kopā, pēc optiskā stara apvienošanas un citu apstrādi, lai sasniegtu lielāku jaudu, var izmantot zilās gaismas avota rūpnieciskai apstrādei.
Aplūkojot pusvadītāju nozari, sarežģītība ir ļoti augsta, kas ir ļoti līdzīga izaicinājumiem, ar kuriem saskaras fotonikas nozare. Līdzīgi kā fotonikas nozare, arī pusvadītāju nozare turpina lielus ieguldījumus pētniecībā un attīstībā. Faktiski 2021. gadā pusvadītāju nozare pētniecībai un attīstībai tērē milzīgus USD 71 miljardus, kas ieņem otro vietu pasaulē pētniecības un attīstības izdevumu ziņā visās nozarēs.
Šajā izstādē ams OSRAM demonstrēja 30 W, 100 W zilā lāzera moduļu paraugus, kuru pamatā ir zilā lāzera mikroshēmas komplekts, proti, tā ir vairāku vienas caurules mikroshēmu kombinācija caur šķiedru savienojuma izvadi, lai sasniegtu lielāku vai vienādu ar 30 W, 100 W jauda un sasniegt augstu spilgtumu un lielu jaudas blīvumu, ko var izmantot precīzas apstrādes uzdevumiem.
Zilā gaisma kā gaismas avots noteiktām minimāli invazīvām operācijām būs pionieris jauniem jauninājumiem attiecībā uz ķirurģiskām traumām, rētu mazināšanu un pacienta sāpēm. Tiek ziņots, ka vairākas organizācijas jau veic padziļinātu izpēti un pētījumus par zilās gaismas medicīnas lietojumiem, un ams OSRAM nodrošina tām zilās gaismas avotus.
Tiek ziņots, ka 2011. gada novembrī Sjaņas Dzjaotongas Universitātes pirmā saistītā slimnīca paziņoja par pasaulē pirmo zilā lāzera ķirurģisko iekārtu ar 200 W izejas jaudu, ko izmanto urīnpūšļa audzēju lāzera enukleācijai audzēja enukleācijai.
ams OSRAM demonstrēja arī lāzergravēšanas moduli, kura pamatā ir zilā lāzera mikroshēmas komplekts, modulis var nodrošināt 20 W, 30 W, 40 W, 50 W izejas jaudu, izejas vietas izmēru 50 μm × 70 μm ~ 80 μm × 110 μm, fokusa attālumu 20 ~ 50 mm starp neobligāti. Šo zilās gaismas moduli var izmantot mājas DIY gravēšanas mašīnai, kas ir piemērota metāla, koka, papīra, ādas, plastmasas un daudzu citu materiālu gravēšanai; ar to var griezt arī koku, papīru un ādu, kuras biezums ir mazāks par 5 mm. Ja plankuma izmērs ir 50 μm × 70 μm un jauda ir 40 W, tas var veikt augstas precizitātes gravēšanu uz misiņa virsmas ar biezumu 1 cm; ja fokusa attālums ir 50 mm, tas var iegravēt metālu un griezt koku.
Rūpnieciskai apstrādei, kam nepieciešams lielākas jaudas zils lāzers, izejas viļņa garums 445 nm ir piemērots vara, zelta un citu metāla materiālu metināšanai, apšuvumam un piedevu ražošanai. Ir iespējams arī sakraut un kombinēt vairākus zilos lāzerus kopā, lai sasniegtu kilovatu jaudu vai vēl lielāku zilās gaismas moduļu produktus, kas ir paredzēti lielākajām pielietojuma jomām - litija akumulatoru ražošanai dažādos vara, alumīnija un citos augstas pretkorozijas materiālos. metināšanas saite, lai vienlaikus nodrošinātu apstrādes kvalitāti, lai sasniegtu augstāku apstrādes efektivitāti.
Papildus vara un citu ļoti izturīgu materiālu metināšanai vara lāzera apšuvums un piedevu ražošana ir arī svarīga zilās gaismas pielietojuma joma.
Nākotnes tendences
No nākotnes tirgus pielietojuma pieprasījuma viedokļa jaunu enerģijas transportlīdzekļu litija akumulatoru ražošana vara un citu krāsaino materiālu metināšanā joprojām ir viena no galvenajām zilā lāzera pielietojuma jomām. Litija baterijas izciļņos, kopnēs, augšējā vākā, modulī un daudzās citās metināšanas saitēs, lielais pieprasījums pēc blīvējuma, estētikas, metināšanas efektivitātes un citiem rādītājiem pamudinās zilo lāzeru virzīties uz lielāku jaudu, labāku staru kvalitāti. Tas vēl vairāk veicinās nozares tehniskā līmenī ir apņēmusies augstākas jaudas zilā vienas caurules produktiem, saskaņā ar Xia Jie atklāja, ka ams OSRAM ir bijusi attīstīt lielākas jaudas komerciālo zilo vienas caurules.
Papildus zilās vienas caurules jaudas palielināšanai vienas caurules bloks tiks apvienots kopā, izmantojot kombinētā staru kūļa metodi, kas spēj sasniegt kilovatu jaudu, nozare ir ziņojusi par zilās gaismas produktu jaudu līdz 4 kW un veic laba staru kvalitāte. Tāpēc, pateicoties tirgus pieprasījumam, zilās gaismas kombinētās gaismas tehnoloģija radīs vairāk jaunu sasniegumu.
Lielāka jauda, lielāka spilgtuma zilās gaismas avots būs galvenā litija ražošana apstrādes kvalitātē un efektivitātē, lai sasniegtu jaunu līmeni. Augstākas veiktspējas zilās gaismas avota parādīšanās būs arī ārpus rūpnieciskās apstrādes plašākā diapazonā, lai izstrādātu arvien jaunus lietojumus, piemēram, zilo lāzeru un sarkano gaismu, zaļās gaismas trīskrāsu sintēzi, lāzera baltās gaismas veidošanos. apgaismojumu, lai iegūtu košāku, gaišāku un energoefektīvāku displeja krāsu, var izmantot televizora ekrānā.
Tulkots ar www.DeepL.com/Translator (bezmaksas versija)
