Wo ist die Zukunft von Halbleiterlasern?
Die Industrie verbessert die Nachfrage nach Laserbearbeitungsgeräten.
Mit der Transformation und Aufrüstung der Fertigungsindustrie hin zu High-End und intelligent wird der Markt für die Verarbeitung und Anwendung von Lasergeräten weiter wachsen. Moore, einer der Gründer des Gesetzes von Moore GG, sagte 1965 voraus, dass Halbleiter mit hoher Geschwindigkeit entwickelt werden und die elektronische Gesellschaft weit verbreitet sein und in eine breite Palette von Anwendungen vordringen wird. Rückblickend auf ein halbes Jahrhundert ist diese Vorhersage seit langem perfekt. Obwohl die Vorteile von Faserlasern enorm sind, sind die Halbleiterlaser die am weitesten verbreiteten auf dem Markt.
Ein Halbleiterlaser wird üblicherweise als Laserdiode bezeichnet und als Halbleiterlaser bezeichnet, da er ein Halbleitermaterial als Eigenschaft einer Arbeitssubstanz verwendet. Halbleiterlaser verwenden üblicherweise Galliumarsenid, Cadmiumsulfid, Indiumphosphid usw. und können als Pumpquelle für Faserlaser und Festkörperlaser verwendet werden oder können Laser direkt als Lichtquelle ausgeben.
Die Entwicklung von Halbleiterlasern begann in den 1960er Jahren und ist heute in verschiedenen Branchen weit verbreitet. Mit seiner kompakten Struktur, guten Strahlqualität, langen Lebensdauer und stabilen Leistung hat es große Fortschritte in den Bereichen Kommunikation, Materialverarbeitung und -herstellung, Militär und Medizin gemacht. Gerade wegen des breiten Anwendungsbereichs von Lasergeräten, an dem viele Branchen beteiligt sind, ist die Marktgröße von Halbleiterlasern sehr groß. Nach Angaben der OFweek-Branchenforschung erreichte die Marktgröße von Halbleiterlasern im Jahr 2017 5,31 Milliarden US-Dollar. Eine Wachstumsrate von 15% gegenüber dem Vorjahr, die 40% des gesamten Marktanteils von Lasern ausmacht, ist absolut dominant .
Technische Entwicklung.
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Halbleitertechnologie hat sich die Marktnachfrage stetig verändert. Auch das Gebiet der Halbleiterlaseranwendungen ändert sich ständig. Halbleiterlaser haben sich von den anfänglichen Geräten mit kleiner Leistung bis zu den derzeitigen Geräten mit hoher Leistung auch von einigen leichten Verarbeitungsfeldern zu schweren Verarbeitungsbereichen verlagert.
Bereits in den 1980er Jahren wurden Halbleiterlaser nur in optischen Speichern und einigen Nischenanwendungen eingesetzt. Zu dieser Zeit war die optische Speicherung die erste großtechnische Anwendung in der Halbleiterlaserindustrie. Die kontinuierliche Innovation der Halbleiterlasertechnologie hat die Entwicklung optischer Speichertechnologien wie Digital Versatile Disc (DVD) und Blu-ray Disc (BD) gefördert. In den 1990er Jahren wurden optische Netzwerke zum Hauptschlachtfeld für Halbleiterlaser. Später in den 1990er Jahren wurden Halbleiterlaser zur wichtigsten Verarbeitungs- und Fertigungsausrüstung für Kommunikationsnetze.
Derzeit ist die größte Anwendung von Halbleiterlasern die Pumpquelle für Faserlaser und Festkörperlaser. Wenn der Halbleiterlaser als Faserlaserpumpenquelle verwendet wird, kann der Aufbau des Pumpensystems grundlegend vereinfacht und das Pumpleistungsniveau durch Erhöhen der Einheitsleistung verbessert werden. Da Faserlaser und Festkörperlaser eine höhere Ausgangsleistung erfordern, werden höhere Anforderungen an die Leistung von Halbleiterpumpenquellen gestellt.
Herkömmliche Halbleiterlaser sind aufgrund von Einschränkungen in der Strahlqualität schwierig direkt zum Schneiden von Metall zu verwenden. In den letzten Jahren können Halbleiterlaser mit einer Leistung von einigen Kilowatt oder mehr Faser mit der Verbesserung der Halbleiterkopplungstechnologie und der allmählichen Reife der neuen Strahlkombinationstechnologie die Anforderungen an die Schnittstrahlqualität erfüllen. Aufgrund der Verschiedenartigkeit der Wellenlänge des Halbleiterlasers liegt die Wellenlänge des kurzwelligen Halbleiterlasers außerdem sehr nahe am Wellenlängenabsorptionsmaximum von Aluminium. Daher sind Hochleistungshalbleiterlaser in der Automobilindustrie sehr gut zum Schweißen von Aluminiumkarosserien geeignet. Gegenwärtig sind Halbleiterlaser mit einer Laserausgangsleistung zwischen 2 kW und 6 kW in der Automobilindustrie weit verbreitet.
Auf dem Gebiet der direkten Materialbearbeitung ist die Qualität von Halbleiterlaserstrahlen schwer zu übertreffen. Halbleiterlaser eignen sich jedoch sehr gut für Löt- und Schneidanwendungen mit dünnen Platten. Die Entwicklung von Hochleistungshalbleiterlasern hat viele wichtige Anwendungen ermöglicht. Diese Laser haben viele traditionelle Technologien ersetzt und uns viele neue Produkte gebracht.