I. Tehniskie pamatprincipi un priekšrocības
Diska lāzera kodols atrodas tā pastiprināšanas vidē -diska- formas kristālā (piemēram, Yb:YAG), kas parasti ir tikai aptuveni 0,1 milimetru biezs. Šī ārkārtīgi plānā ģeometriskā struktūra ļauj ātri novadīt siltumu aksiāli uz aizmugurē esošo siltuma izlietni, efektīvi izvairoties no "termiskās lēcas efekta", ko izraisa nevienmērīgs temperatūras sadalījums tradicionālajos stieņu lāzeros, tādējādi nodrošinot izcilu stara kvalitāti. Īpaši-ātros lāzera lietojumos diska lāzeri var veikt metināšanu, urbšanu un griešanu ar mikrometra-līmeņa precizitāti. Minimālā siltuma ietekme apstrādes laikā nodrošina tā saukto "auksto apstrādi".
II. Jaunākie-progresīvi pētījumi un veiktspējas sasniegumi
Zinātniskajos pētījumos īpaši{0}}ātri diska lāzeri ir ideāli dzinēji attosekundes impulsu un augstas -plūsmas ekstrēmo ultravioleto (XUV) gaismas avotu ģenerēšanai. Pēdējos gados vietējās un starptautiskās pētnieku grupas ir atkārtoti uzstādījušas jaunus rekordus vidējās jaudas un impulsa enerģijas palielināšanā. Piemēram, dažas komandas ir sasniegušas vairāk nekā 200 mJ pikosekundes lāzera izvadi ar 1 kHz atkārtošanās ātrumu, izmantojot novatorisku tiešās šķidruma dzesēšanas tehnoloģiju un daudzpakāpju sūkņu struktūras. Citi pētījumi ir uzstādījuši jaunu oscilatora rekordu ar vidējo jaudu 550 vati, izmantojot īpašus spoguļu blokus un pusvadītāju piesātināmos absorbcijas spoguļus (SESAM). Šīs augstas{10}}atkārtošanās-ātrās{12}}enerģijas{13}}lāzeru sistēmas nodrošina jaudīgus gaismas avotus visprogresīvāko attosekundes fizikas, lāzera zibens stieņu un virsmas fotoelektronu dinamikas izpētei.
III. Rūpnieciskā lietojuma pamatscenāriji
Rūpnieciskajā ražošanā īpaši{0}}ātri diska lāzeri sniedz lielas iespējas vairākām stratēģiski jaunām nozarēm:
Jaunā enerģija un automobiļu ražošana: elektrisko transportlīdzekļu (EV) sektorā disku lāzerus plaši izmanto ļoti atstarojošu materiālu, piemēram, vara un alumīnija, akumulatoru savienojumu metināšanai. Šuves stiprība bez šļakatām var sasniegt 95% no pamatmateriāla, lieliski pielāgojoties šķidruma dzesēšanas plākšņu un vara kopņu precīzai apstrādei.
Aviācija: tos izmanto, lai urbtu dzesēšanas caurumus uz niķeļa{0}}supersakausējuma turbīnu lāpstiņām, ievērojami uzlabojot aviācijas dzinēju efektivitāti un atbalstot nākamās-paaudzes lidmašīnu korpusu konstrukciju ražošanu.
Pusvadītāji un jauni displeji: Lieljaudas -UV nanosekundes diska lāzeri var atbalstīt tādus kritiskus procesus kā lāzera pacelšana- (LLO) un eksimerlāzera atkausēšana (ELA), palīdzot precīzi apstrādāt OLED paneļus un pusvadītāju plāksnes. Turklāt tie kalpo par galveno alternatīvo tehnoloģiju maršrutu nākamās-paaudzes EUV litogrāfijas gaismas avotiem.
Speciālie materiāli un medicīniskās ierīces: tie nodrošina ļoti efektīvu oglekļa šķiedru -armēto polimēru (CFRP) apstrādi ar nenozīmīgiem termiskiem bojājumiem. Medicīnas jomā tos izmanto, lai ražotu koronāros stentus ar mazākiem par 50 mikroniem, uzlabojot bioloģisko saderību.
IV. Industrializācijas process un tirgus ainava
Globālais ultra{0}}ātro disku lāzeru tirgus piedzīvo strauju izaugsmi, un tiek prognozēts, ka līdz 2029. gadam tas sasniegs gandrīz 700 miljonus ASV dolāru. Ilgu laiku galvenās tehnoloģijas šajā jomā ir monopolizējušas ārvalstu uzņēmumi, piemēram, Vācijā. Tomēr pēdējos gados Ķīnas uzņēmumi ir paātrinājuši savus sasniegumus šajā nozarē. Vietējie uzņēmumi, piemēram, Suzhou Zhonghui Laser, ir veiksmīgi apguvuši galveno disku lāzertehnoloģiju un panākuši rūpniecisku masveida ražošanu. Viņi ir laiduši klajā kilovatu-līmeņa femtosekundes lāzerus un lielas-jaudas UV un zaļā lāzera platformas. Šie sasniegumi ir ne tikai sasnieguši simtiem miljonu RMB produkcijas vērtību rūpnieciskajā precizitātes apstrādē, bet arī nodrošinājuši neatkarīgus un vadāmus gaismas avotu risinājumus lieliem valsts stratēģiskajiem projektiem, piemēram, vietējiem EUV gaismas avotiem un kontrolētu kodolsintēzi. Raugoties nākotnē, līdz ar šķiedru lāzeru hibridizācijas un modulārās konstrukcijas sasniegumiem diska lāzeru izmantošanas slieksnis tiks vēl vairāk pazemināts, paverot plašākas attīstības perspektīvas.
