Fe wnaeth cwymp cyfathrebiadau byd-eang bum mlynedd yn ôl ysgogi genedigaeth cenhedlaeth newydd o laserau diwydiannol, laserau ffibr.
Mae "laserau ffibr" yn symlach ac yn llai o ran maint na laserau solid neu nwy confensiynol. Yn yr un modd ag yr oedd wafferi wedi'u seilio ar silicon yn disodli cynhyrchion tiwb, mae laserau ffibr yn cychwyn chwyldro diwydiannol yn y maes laser.
Cwmni Ffotoneg IPG yr UD yw'r arweinydd yn y maes ffibr optig, ac mae ei werthiant cynnyrch cyfredol yn cyfrif am 75% o werthiannau byd-eang. Dechreuodd SPI Laser, sefydliad ymchwil wedi'i leoli yn y DU, gynhyrchu laserau ffibr hefyd. Newidiodd y ddau gwmni o gynhyrchu cynhyrchion cyfathrebu optegol i laserau diwydiannol ar ôl cwymp y farchnad gyfathrebu yn 2000.
Trosglwyddir y wybodaeth gyfathrebu ar ffurf corbys optegol yn y ffibr optegol. Pan ymgorfforir cyfansoddiad cemegol penodol mewn ffibr optegol, gall ddisodli llawer o ddeunyddiau confensiynol, er enghraifft, gan ddefnyddio lluosogrwydd o gerrig neu nwyon fel cyfrwng ennill.
Mor gynnar â'r 1960au, cynigiwyd y cysyniad o laser ffibr. Nid tan y 1990au y datblygodd IPG brototeip ymarferol. Cwymp y farchnad gyfathrebu yn 2000 oedd y prif rym ar gyfer datblygu laserau ffibr.
Dywedodd Mr Roy Taylor, athro yng Ngholeg Imperial Llundain: "Oherwydd cwymp y farchnad gyfathrebu, collodd IPG 60% o'i fusnes dros nos. Ni ddechreuodd IPG werthu cynhyrchion laser ffibr torfol yn 2003."
Mae'r sefyllfa gyda SPI hyd yn oed yn waeth. Dywedodd David Parker, Prif Swyddog Gweithredol SPI: "Yn 2003 fe wnaethon ni wynebu penderfyniad pwysig i gau'r cwmni neu fynd i mewn i farchnad hollol newydd a oedd yn hollol anghyfarwydd." Gwnaeth SPI ddewis doeth a symud i faes laserau ffibr.
Yn ôl arbenigwyr yn y cylchgrawn proffesiynol Laser Focus World, mae disgwyl i werthiannau laserau diwydiannol ledled y byd godi o $ 2.2 biliwn eleni i $ 2.9 biliwn yn 2009. Bydd cyfran y laserau ffibr yn codi o'r 5% i 30% cyfredol, a bydd gwerthiannau esgyn o $ 110 miliwn i $ 900 miliwn. Nid yw'r mwyafrif o laserau ffibr yn cael eu gwerthu yn uniongyrchol i ddefnyddwyr terfynol, ond fe'u gwerthir i integreiddwyr systemau laser.
Mae laserau ffibr yn disodli laserau diwydiannol traddodiadol ym mhob prif ardal. O dorri cylchedau microelectroneg yn iawn i weldio corff modurol pŵer uchel, o farcio cod bar ar nwyddau cyffredin i adnewyddu harddwch i gael gwared ar olion oedran. Mae cydran gymhleth, arwahanol o laser solid neu nwy confensiynol yn cael ei ddisodli gan glwstwr meddal, main o ffibrau sy'n gwneud y laser yn gryno, yn syml, yn hawdd ei weithgynhyrchu, ac yn rhydd o waith cynnal a chadw.
Mae cynhyrchion SPI wedi'u crynhoi yn yr ystod pŵer isel, ac mae IPG yn cynyddu pŵer allbwn y laser gan ffactor o filoedd. Dywedodd arbenigwr laser Prifysgol Caergrawnt, Bill O'Neill: “Yn y pum mlynedd nesaf, bydd pŵer allbwn laserau ffibr yn cael ei gynyddu i 400,000 wat.”
Esboniodd Sergei Popov, ymchwilydd Coleg Imperial (sy'n gweithio i IPG ar yr un pryd): "Gallwch chi gydgrynhoi'r laser o lawer o laserau ffibr i mewn i un ffibr, gan arwain at gyfanswm pŵer uchel iawn, sydd ychydig yn debyg i gysylltu llawer o gyfrifiaduron. gwella pŵer cyfrifiadurol. "
Mae'r nodwedd hon yn ei gwneud yn berthnasol i lawer o feysydd lle nad oes laserau traddodiadol ar gael. Er enghraifft, yn y diwydiant olew a nwy, gellir trosglwyddo degau o filoedd o watiau o bŵer laser dros sawl cilometr o ffibr. Dywedodd Dr. Popov: “Fel hyn, gallwch adeiladu piblinellau olew a nwy mewn ardaloedd anghysbell yn gyflymach, megis adeiladu piblinellau Alaska. Trwy ddefnyddio symudadwyedd y cerbyd ac effeithlonrwydd uchel laserau ffibr, gellir lleihau nifer y gorsafoedd weldio 75%. Ymhlith y cymwysiadau posib yn y dyfodol mae dad-lanhau cyfleusterau niwclear, cynnal a chadw a gweithgynhyrchu awyrofod.
Mae'r Athro O'Neill yn rhagweld y bydd defnyddwyr laser yn gallu darparu egni o laser ffibr canolog yn y dyfodol trwy adeiladu “rhwydwaith ynni laser” yn y planhigyn. Nid oes angen ffynhonnell laser ar wahân ar gyfer offer diwydiannol amrywiol (ar gyfer torri, weldio, trin gwres, marcio, archwilio, glanhau, ac ati), yn union fel defnyddio teclyn pŵer, gellir defnyddio'r rhyngwyneb plwg yn rhydd. “Gallwn hyd yn oed ddychmygu senario lle bydd rhwydwaith laser ffibr yn cael ei adeiladu ar y campws.”
Gweithiodd yr Athro O'Neill mewn dau gwmni hefyd. Dywedodd fod IPG ychydig yn wahanol i dechnoleg graidd SPI, ond mae gan bob un ohonyn nhw sylfaen gref. Maen nhw'n rheoli llawer o hawliau eiddo deallusol sylfaenol ar gyfer cynhyrchu laserau ffibr. Nid yw Valentin Gapontsev, sylfaenydd a Phrif Swyddog Gweithredol cyfredol IPG, yn poeni am dorri eiddo deallusol. Tynnodd sylw: "Nid yw patentau byth yn ein hamddiffyn; gweithio'n galetach ac aros o'n blaenau yw'r amddiffyniad gorau i ni."
