1. Lazè endistri BECA
(1) Lazè Entwodiksyon
Lazè (Anplifikasyon Limyè pa Stimulé Emisyon Radyasyon, abreje kòm LASER) se yon gwo limyè kolimatè, monokwomatik, aderan, direksyon ki te pwodwi pa anplifikasyon radyasyon limyè nan yon frekans etwat atravè sonorite eksite fidbak ak radyasyon.
Teknoloji lazè soti nan kòmansman ane 1960 yo, epi paske nan nati konplètman diferan de limyè òdinè, lazè te byento lajman itilize nan divès domèn ak pwofondman enfliyanse devlopman ak transfòmasyon nan syans, teknoloji, ekonomi ak sosyete a.
Nesans lazè a te chanje dramatikman figi ansyen optik, elaji fizik optik klasik nan yon nouvo disiplin gwo teknoloji ki englobe tou de optik klasik ak fotonik modèn, fè yon kontribisyon iranplasabl nan devlopman nan ekonomi imen ak sosyete a. Rechèch fizik lazè te kontribye nan florissante de gwo branch nan fizik fotonik modèn: fotonik enèji ak fotonik enfòmasyon. Li kouvri optik ki pa lineyè, optik pwopòsyon, informatique pwopòsyon, deteksyon lazè ak kominikasyon, fizik plasma lazè, chimi lazè, byoloji lazè, medikaman lazè, espektroskopi lazè ultra presi ak metroloji, fizik atomik lazè ki gen ladan refwadisman lazè ak rechèch matyè kondanse Bose-Einstein. , materyèl fonksyonèl lazè, fabrikasyon lazè, fabrikasyon lazè mikwo-optoelektronik chip, enprime lazè 3D ak plis pase 20 disiplin fwontyè entènasyonal ak aplikasyon teknolojik. Depatman Syans ak Teknoloji Lazè (DSL) te etabli nan domèn sa yo.
Nan endistri manifakti lazè a, mond lan te antre nan epòk "manifakti limyè", selon estatistik endistri lazè entènasyonal yo, 50% GDP anyèl Etazini an gen rapò ak ekspansyon mache rapid nan aplikasyon lazè wo nivo. Plizyè peyi devlope yo, ki reprezante pa Etazini, Almay ak Japon, fondamantalman konplete ranplasman pwosesis tradisyonèl yo ak pwosesis lazè nan pi gwo endistri manifakti tankou otomobil ak avyasyon. Lazè nan manifakti endistriyèl te montre gwo potansyèl pou pri ki ba, bon jan kalite, segondè-efikasite ak aplikasyon pou fabrikasyon espesyal ki pa ka reyalize pa manifakti konvansyonèl, e li te vin tounen yon chofè enpòtan nan konpetisyon ak inovasyon nan mitan pi gwo peyi endistriyèl nan mond lan. Peyi yo ap sipòte aktivman teknoloji lazè kòm youn nan teknoloji dènye kri ki pi enpòtan yo epi yo devlope plan devlopman endistri lazè nasyonal yo.
(2)LazèSous Pprensip
Lazè a se yon aparèy ki itilize radyasyon eksite pou pwodwi limyè vizib oswa envizib, ak estrikti konplèks ak gwo baryè teknik. Sistèm optik la sitou konpoze de sous ponp (sous eksitasyon), jwenn mwayen (substans k ap travay) ak kavite sonan ak lòt materyèl aparèy optik. Mwayen benefis la se sous jenerasyon foton, ak absòbe enèji ki te pwodwi pa sous ponp lan, mwayen benefis la sote soti nan eta tè a nan eta eksite a. Depi eta eksite a enstab, nan moman sa a, mwayen genyen an pral lage enèji pou retounen nan eta a fiks nan eta a. Nan pwosesis sa a nan lage enèji, mwayen an genyen pwodui foton, ak foton sa yo gen yon wo degre de konsistans nan enèji, longèdonn ak direksyon, yo toujou ap reflete nan kavite optik sonan, mouvman resipwòk, konsa tankou kontinyèlman anplifye, epi finalman. tire lazè a atravè reflektè a pou fòme yon reyon lazè. Kòm sistèm optik debaz ekipman tèminal la, pèfòmans lazè a souvan detèmine dirèkteman bon jan kalite a ak pouvwa gwo bout bwa pwodiksyon ekipman lazè a, se eleman debaz ekipman lazè tèminal la.
Sous ponp lan (sous eksitasyon) bay eksitasyon enèji nan mwayen an genyen. Mwayen benefis la eksite pou pwodwi foton pou jenere ak anplifye lazè a. Kavite sonan se plas kote karakteristik foton yo (frekans, faz ak direksyon operasyon) regle pou jwenn yon sous limyè pwodiksyon kalite siperyè lè yo kontwole osilasyon foton yo nan kavite a. Sous ponp lan (sous eksitasyon) bay eksitasyon enèji a pou mwayen benefis la. Mwayen benefis la eksite pou pwodwi foton pou jenere ak anplifye lazè a. Kavite a sonan se plas kote karakteristik foton yo (frekans, faz ak direksyon operasyon) yo ajiste pou jwenn yon sous limyè pwodiksyon kalite siperyè lè yo kontwole osilasyon foton yo nan kavite a.
(3)Klasifikasyon Sous Lazè
Sous lazè ka klase selon genyen mwayen, longèdonn pwodiksyon, mòd operasyon, ak mòd ponpe, jan sa a
① Klasifikasyon pa mwayen genyen
Dapre medya yo genyen diferan, lazè ka divize an eta solid (ki gen ladan solid, semi-conducteur, fib, ibrid), lazè likid, lazè gaz, elatriye.
| LazèSousKalite | Akeri Media | Karakteristik prensipal yo |
| Sous Lazè Solid Eta | Solid, semi-kondiktè, fib optik, ibrid | Bèl estabilite, gwo pouvwa, pri antretyen ki ba, apwopriye pou endistriyalizasyon |
| Sous lazè likid | Likid chimik | Si ou vle ranje longèdonn frape, men gwo gwosè ak pri antretyen segondè |
| Sous lazè gaz | Gaz | Segondè bon jan kalite sous limyè lazè, men pi gwo gwosè ak pi wo pri antretyen |
| Sous lazè elektwonik gratis | Gwo bout bwa elèktron nan yon jaden mayetik espesifik | Ultra-wo pouvwa ak pwodiksyon lazè kalite siperyè ka reyalize, men teknoloji fabrikasyon ak pri pwodiksyon yo trè wo. |
Akòz estabilite nan bon, gwo pouvwa ak pri antretyen ki ba, aplikasyon an nan lazè solid-eta pran avantaj absoli.
Pami lazè solid-eta, lazè semi-conducteurs gen avantaj ki genyen nan efikasite segondè, ti gwosè, lavi ki long, konsomasyon enèji ki ba, elatriye Sou yon bò, yo ka dirèkteman aplike kòm sous la limyè debaz ak sipò pou pwosesis lazè, medikal, kominikasyon, deteksyon, ekspozisyon, siveyans ak aplikasyon defans, epi yo te vin tounen yon baz enpòtan pou devlopman nan teknoloji lazè modèn ak siyifikasyon devlopman estratejik.
Nan lòt men an, lazè semi-conducteurs kapab tou itilize kòm sous limyè ponpe nwayo a pou lòt lazè tankou lazè solid-eta ak lazè fib, anpil ankouraje pwogrè teknolojik nan tout jaden an lazè. Tout gwo peyi devlope yo nan mond lan te enkli li nan plan devlòpman nasyonal yo, bay gwo sipò ak jwenn devlopman rapid.
② Dapre metòd ponp lan
Lazè ka divize an elektrik ponpe, optik ponpe, chimik ponpe lazè, elatriye selon metòd ponp lan.
Lazè elektrik ponpe refere a lazè eksite pa aktyèl, lazè gaz yo sitou eksite pa egzeyat gaz, pandan y ap lazè semi-conducteurs yo sitou eksite pa piki aktyèl.
Prèske tout lazè eta solid ak lazè likid yo se lazè ponp optik, ak lazè semi-conducteurs yo itilize kòm sous ponpe debaz pou lazè ponp optik.
Chimik ponpe lazè refere a lazè ki sèvi ak enèji ki soti nan reyaksyon chimik eksite materyèl k ap travay la.
③Klasifikasyon pa mòd operasyon
Lazè ka divize an lazè kontinyèl ak lazè enpulsyonèl selon mòd operasyon yo.
Lazè kontinyèl gen yon distribisyon ki estab nan kantite patikil nan chak nivo enèji ak jaden an radyasyon nan kavite a, ak operasyon yo karakterize pa eksitasyon an nan materyèl la k ap travay ak pwodiksyon lazè ki koresponn lan nan yon fason kontinyèl sou yon peryòd tan ki long. . Lazè kontinyèl ka pwodiksyon limyè lazè kontinyèlman pou yon peryòd tan ki pi long, men efè a tèmik se pi evidan.
Lazè enpulsyonèl refere a dire tan an lè pouvwa lazè a kenbe nan yon valè sèten, ak pwodiksyon limyè lazè nan yon fason diskontinu, ak karakteristik prensipal yo nan ti efè tèmik ak bon kontwòl.
④ Klasifikasyon pa longèdonn pwodiksyon
Lazè ka klase dapre longèdonn kòm lazè enfrawouj, lazè vizib, lazè iltravyolèt, lazè iltravyolèt gwo twou san fon, ak sou sa. Ranje a longèdonn limyè ki ka absòbe pa diferan materyèl estriktire diferan, kidonk lazè nan longèdonn diferan yo bezwen pou pwosesis amann nan diferan materyèl oswa pou senaryo aplikasyon diferan.Lazè enfrawouj ak lazè UV se de lazè ki pi lajman itilize. Lazè enfrawouj yo pwensipalman itilize nan "pwosesis tèmik", kote materyèl la sou sifas materyèl la chofe ak vaporize (evapore) pou retire materyèl la; nan pwosesis fim mens materyèl ki pa metalik, koupe wafer semi-conducteurs, koupe vè òganik, perçage, regilye nèf semenn klas ak lòt jaden, gwo enèji Nan jaden an nan pwosesis fim mens ki pa metalik materyèl, koupe semi-conducteurs, koupe vè òganik, perçage, make, elatriye, foton UV enèji segondè yo dirèkteman kraze lyezon molekilè yo sou sifas materyèl ki pa metalik, se konsa ke molekil yo ka separe de objè a, ak metòd sa a pa pwodui reyaksyon chalè segondè, kidonk li anjeneral yo rele "frèt". pwosesis".
Akòz enèji segondè foton UV, li difisil pou jenere yon sèten pouvwa segondè kontinyèl lazè UV pa sous eksitasyon ekstèn, kidonk lazè UV jeneralman pwodwi pa aplikasyon an nan materyèl kristal efè nonlinear metòd konvèsyon frekans, kidonk aktyèl la lajman itilize. jaden endistriyèl nan lazè UV yo se sitou lazè UV solid-eta.
(4) Chèn endistri
En chèn endistri a se itilize materyèl bwit semi-conducteurs, ekipman wo-fen ak Pwodwi pou Telefòn pwodiksyon ki gen rapò fabrike nwayo lazè ak aparèy optoelektwonik, ki se poto nan endistri lazè a e li gen yon papòt aksè segondè. Midstream nan chèn endistri a se itilizasyon chips lazè en ak aparèy optoelektwonik, modil, konpozan optik, elatriye kòm sous ponp pou fabrike ak vann divès kalite lazè, ki gen ladan lazè semi-conducteurs dirèk, lazè gaz kabonik, lazè solid-eta, lazè fib, elatriye; endistri a en sitou refere a zòn aplikasyon yo nan lazè divès kalite, ki gen ladan ekipman pwosesis endistriyèl, LIDAR, kominikasyon optik, bote medikal ak lòt endistri aplikasyon.
① Swèd en
Materyèl bwit yo pou pwodwi en tankou chips lazè semi-conducteurs, aparèy ak modil yo se sitou divès kalite materyèl chip, materyèl fib ak pati usinage, ki gen ladan substrats, lavabo chalè, pwodwi chimik ak seri lojman. Pwosesis la chip mande pou kalite siperyè ak pèfòmans nan matyè premyè en, sitou nan founisè etranje, men degre nan lokalizasyon ap ogmante piti piti, epi piti piti reyalize kontwòl endepandan. Pèfòmans prensipal matyè premyè en gen yon enpak dirèk sou bon jan kalite semi-conducteurs lazè chips, ak amelyorasyon kontinyèl nan pèfòmans divès kalite materyèl chip, amelyore pèfòmans pwodwi endistri a jwe yon wòl pozitif nan pwomosyon.
②Midstream endistri chèn
Semiconductor lazè chip se sous limyè ponp nwayo divès kalite lazè nan mitan chèn endistri a, epi li jwe yon wòl pozitif nan fè pwomosyon devlopman nan lazè midstream. Nan jaden an nan lazè midstream, Etazini, Almay ak lòt antrepriz lòt bò dlo domine, men apre devlopman rapid nan endistri lazè domestik la nan dènye ane yo, mache midstream chèn endistri a te reyalize rapid sibstitisyon domestik.
③Endistriyèl chèn en
Endistri a en gen yon pi gwo wòl nan pwomosyon devlopman nan endistri a, kidonk devlopman nan endistri a en pral dirèkteman afekte espas sou mache a nan endistri a. Kwasans kontinyèl nan ekonomi Lachin nan ak Aparisyon nan opòtinite estratejik pou transfòmasyon ekonomik te kreye pi bon kondisyon devlopman pou devlopman nan endistri sa a. Lachin ap deplase soti nan yon peyi fabrikasyon nan yon pisan mezon dachaj manifakti, ak lazè en ak ekipman lazè yo se youn nan kle yo amelyore endistri fabrikasyon an, ki bay yon anviwònman demann bon pou amelyorasyon alontèm nan endistri sa a. Kondisyon endistri en a pou endèks pèfòmans semi-conducteurs lazè chips ak aparèy yo ap ogmante, ak antrepwiz domestik yo piti piti antre nan mache lazè gwo pouvwa soti nan mache lazè pouvwa ki ba, kidonk endistri a dwe kontinyèlman ogmante envestisman an nan domèn rechèch teknoloji. ak devlopman ak inovasyon endepandan.
2. semiconductor lazè endistri devlòpman estati
Lazè semi-conducteurs gen pi bon efikasite konvèsyon enèji nan mitan tout kalite lazè, sou yon bò, yo ka itilize kòm sous ponp debaz lazè fib optik, lazè solid-eta ak lòt lazè ponp optik. Nan lòt men an, ak dekouvèt kontinyèl nan teknoloji semi-conducteurs lazè an tèm de efikasite pouvwa, klète, tout lavi, milti-longè ond, pousantaj modulation, elatriye, lazè semi-conducteurs yo lajman ki itilize nan pwosesis materyèl, medikal, optik kominikasyon, optik deteksyon, defans, elatriye Dapre Laser Focus World, revni mondyal total de lazè dyòd, sa vle di, lazè semi-conducteurs ak lazè ki pa dyòd, estime yo dwe $ 18,480 milyon dola nan 2021, ak lazè semi-conducteurs kontablite pou 43% nan revni total la.
Dapre Laser Focus World, mache mondyal lazè semiconductor a pral $ 6,724 milyon dola nan 2020, yon ogmantasyon de 14.20% nan ane anvan an. Avèk devlopman entèlijans mondyal, demann k ap grandi pou lazè nan aparèy entelijan, elektwonik konsomatè, nouvo enèji ak lòt jaden, osi byen ke ekspansyon kontinye nan medikal, ekipman bote ak lòt aplikasyon émergentes, lazè semi-conducteurs ka itilize kòm yon sous ponp. pou lazè ponp optik, ak gwosè mache li yo ap kontinye kenbe kwasans ki estab. 2021 mondyal semiconductor lazè mache gwosè de $ 7.946 milya dola, to kwasans mache a nan 18.18%.
Atravè efò konjwen ekspè teknik yo ak antrepwiz ak pratik, endistri semiconductor lazè Lachin nan te reyalize devlopman ekstraòdinè, se konsa ke endistri semiconductor lazè Lachin nan te fè eksperyans pwosesis la nan grafouyen, ak nan konmansman an nan pwototip nan endistri semiconductor Lachin nan lazè. Nan dènye ane yo, Lachin te ogmante devlopman nan endistri lazè a, ak divès rejyon yo te konsakre nan rechèch syantifik, amelyorasyon teknoloji, devlopman mache ak konstriksyon an nan pak endistriyèl lazè anba lidèchip nan gouvènman an ak koperasyon nan antrepriz lazè.
3. Tandans devlopman nan lavni nan endistri lazè Lachin nan
Konpare ak peyi devlope yo an Ewòp ak Etazini, teknoloji lazè Lachin nan pa an reta, men nan aplikasyon teknoloji lazè ak teknoloji debaz-wo fen toujou gen yon espas konsiderab, espesyalman chip lazè semi-conducteurs en ak lòt eleman debaz yo toujou. depann sou enpòtasyon.
Peyi devlope yo reprezante pa Etazini, Almay ak Japon te fondamantalman ranpli ranplasman nan teknoloji manifakti tradisyonèl nan kèk gwo jaden endistriyèl ak antre nan epòk la nan "manifakti limyè"; byenke devlopman aplikasyon lazè nan peyi Lachin rapid, men pousantaj pénétration aplikasyon an toujou relativman ba. Kòm teknoloji debaz nan amelyore endistriyèl, endistri lazè a ap kontinye yon zòn kle nan sipò nasyonal, epi kontinye elaji sijè ki abòde aplikasyon an, epi finalman ankouraje endistri manifakti Lachin nan nan epòk "manifakti limyè". Soti nan sitiyasyon devlopman aktyèl la, devlopman endistri lazè Lachin nan montre tandans devlopman sa yo.
(1) Semiconductor lazè chip ak lòt eleman debaz piti piti reyalize lokalizasyon
Pran fib lazè kòm yon egzanp, gwo pouvwa fib lazè ponp sous se zòn aplikasyon prensipal nan semi-conducteurs lazè, gwo pouvwa semi-conducteurs lazè chip ak modil se yon eleman enpòtan nan lazè fib. Nan dènye ane yo, endistri lazè fib optik Lachin nan se nan yon etap kwasans rapid, ak degre nan lokalizasyon ap ogmante ane pa ane.
An tèm de pénétration mache, nan mache lazè fib ki ba-pouvwa a, pati nan mache lazè domestik te rive nan 99.01% nan 2019; nan mache lazè fib mwayen pouvwa a, pousantaj pénétration lazè domestik yo te kenbe nan plis pase 50% nan dènye ane yo; pwosesis lokalizasyon nan lazè fib segondè-pouvwa tou piti piti avanse, soti nan 2013 a 2019 reyalize "nan grate". Pwosesis lokalizasyon nan lazè fib segondè-pouvwa ap avanse tou piti piti, soti nan 2013 a 2019, e li te rive nan yon pousantaj pénétration de 55.56%, ak to a pénétration domestik nan lazè fib gwo pouvwa espere yo dwe 57.58% nan 2020.
Sepandan, eleman debaz yo tankou chips lazè semi-conducteurs ki gen gwo pouvwa yo toujou depann sou enpòtasyon, ak konpozan en nan lazè ak chips lazè semi-conducteurs kòm nwayo a piti piti yo lokalize, ki sou yon bò amelyore echèl mache a nan eleman yo en nan. lazè domestik, ak nan lòt men an, ak lokalizasyon nan eleman debaz yo en, li ka amelyore kapasite nan manifaktirè lazè domestik yo patisipe nan konpetisyon entènasyonal yo.
(2) Aplikasyon lazè antre pi vit ak pi laj
Avèk lokalizasyon gradyèl nan eleman optoelektwonik debaz en ak diminisyon gradyèl nan depans aplikasyon lazè, lazè pral antre pi pwofondman nan anpil endistri yo.
Sou yon bò, pou Lachin, pwosesis lazè tou adapte nan dis zòn aplikasyon an tèt nan endistri manifakti Lachin nan, epi li espere ke zòn aplikasyon yo nan pwosesis lazè yo pral plis elaji ak echèl la mache yo pral plis elaji nan tan kap vini an. Nan lòt men an, ak popilarizasyon kontinyèl ak devlopman nan teknoloji tankou san chofè, sistèm avanse kondwi asistans, robo oryante sèvis, deteksyon 3D, elatriye, li pral plis aplike nan anpil domèn tankou otomobil, entèlijans atifisyèl, elektwonik konsomatè. , rekonesans figi, kominikasyon optik ak rechèch defans nasyonal. Kòm aparèy debaz la oswa eleman nan aplikasyon lazè ki anwo yo, lazè semi-conducteur a pral jwenn tou espas devlopman rapid.
(3) Pi wo pouvwa, pi bon kalite gwo bout bwa, longèdonn ki pi kout ak devlopman direksyon frekans pi rapid
Nan jaden an nan lazè endistriyèl, lazè fib te fè gwo pwogrè an tèm de pouvwa pwodiksyon, bon jan kalite gwo bout bwa ak klète depi entwodiksyon yo. Sepandan, pi wo pouvwa ka amelyore vitès pwosesis, optimize bon jan kalite pwosesis, ak elaji jaden an pwosesis nan manifakti endistri lou, nan fabrikasyon otomobil, fabrikasyon ayewospasyal, enèji, fabrikasyon machin, metaliji, konstriksyon transpò tren, rechèch syantifik ak lòt domèn aplikasyon nan koupe. , soude, tretman sifas, elatriye, kondisyon pouvwa fib lazè kontinye ogmante. Manifaktirè aparèy korespondan yo bezwen kontinyèlman amelyore pèfòmans nan aparèy debaz yo (tankou gwo-pouvwa semi-conducteurs lazè chip ak jwenn fib), fib lazè pouvwa ogmantasyon tou mande pou avanse teknoloji modulation lazè tankou gwo bout bwa konbine ak sentèz pouvwa, ki pral pote nouvo kondisyon. ak defi pou gwo pouvwa semi-conducteurs lazè chip manifaktirè yo. Anplis de sa, pi kout longèdonn, plis longèdonn, pi vit (ultrarapid) devlopman lazè se tou yon direksyon enpòtan, sitou itilize nan chips sikwi entegre, ekspozisyon, elektwonik konsomatè, aerospace ak lòt mikropwosesis presizyon, osi byen ke syans lavi, medikal, deteksyon ak lòt. jaden, chip lazè semi-conducteur a tou mete devan nouvo kondisyon.
(4) pou gwo pouvwa lazè konpozan optoelektwonik demann pou plis kwasans
Devlopman ak endistriyalizasyon nan lazè fib gwo pouvwa se rezilta pwogrè sinèrjetik chèn endistri a, ki mande sipò eleman optoelektwonik debaz tankou sous ponp, izole, konsantratè gwo bout bwa, elatriye. Konpozan optoelektwonik yo itilize nan gwo pouvwa. lazè fib yo se baz la ak eleman kle nan devlopman li yo ak pwodiksyon, ak mache a agrandi nan gwo-pouvwa fib lazè tou kondui demann sou mache a pou eleman debaz tankou chips lazè semi-kondiktè gwo pouvwa. An menm tan an, ak amelyorasyon kontinyèl nan teknoloji domestik fib lazè, sibstitisyon enpòte te vin tounen yon tandans inevitab, pati nan mache lazè nan mond lan ap kontinye amelyore, ki tou pote gwo opòtinite pou fòs lokal nan manifaktirè eleman optoelectronic.
Lè poste: Mar-07-2023
