Cyflwyno ased CO2
Dyfeisiwyd laser CO2 gan C. Kumar N. Patel yn Bell Labs yn 1964 ac mae'n dechnoleg hynafol yn y diwydiant optoelectroneg sy'n newid o hyd. Er gwaethaf ei hamser, mae technoleg laser CO2 yn parhau i ffynnu ar y farchnad gyda'i thonfedd, pŵer a phurdeb sbectrol unigryw.
Mae gan lawer o ddeunyddiau naturiol a deunyddiau synthetig Becau serth amsugno cryf ar 9 ~ 12μm, sy'n digwydd fel band tonfedd tonfedd allbwn laserau CO2, sy'n darparu llawer o gyfleoedd i laserau CO2 mewn prosesu deunydd a dadansoddi sbectol. Mae'r band hwn hefyd wedi'i gynnwys yn y ffenestr drosglwyddo atmosfferig ac felly mae'n ddelfrydol ar gyfer llawer o gymwysiadau synhwyro ac amrywio. Mae laser CO2 nodweddiadol yn cael ei ffurfio gan ollyngiad nwy o nwy cymysg sy'n cynnwys moleciwlau CO2. Gan fod lefelau egni dirgryniad moleciwlaidd a chylchdro yn agos iawn, mae'r ffotonau a gynhyrchir wrth drosglwyddo moleciwlau CO2 rhwng y lefelau egni hyn yn is mewn egni ac yn hirach mewn tonfedd na golau gweladwy ac agos is-goch.
Mae laserau CO2 ar gael mewn ystodau pŵer o milli-watt i ddegau o filoedd o watiau a gellir eu defnyddio i gynhyrchu offeryniaeth yn ogystal â thorri pwerus. Gan fod gan laserau CO2 purdeb sbectrol uchel, lled llinellau hyd at 1 kHz heb aberthu pŵer, gall effeithlonrwydd trosi gyrraedd 10%. Mae'r nodweddion hyn yn gwneud laserau CO2 sy'n addas ar gyfer cymwysiadau newydd mewn prosesu deunyddiau, amrywio laser a radar, cynorthwyo delwedd delwedd thermol, a chymwysiadau meddygol wedi'u targedu.
Ers cael ei ddyfeisio ers degawdau, mae laserau CO2 di-rif wedi cael eu cymhwyso i ymchwil feddygol, gweithgynhyrchu ac ymchwil, o argraffu digidol 4 digid ar linell gynhyrchu potel dŵr mwynol cyflym Tsieina i weldio rhannau auto Mercedes-Benz yn yr Almaen. Hyd yn oed heddiw, pan nad yw laserau ffibr yn erydu'r farchnad fawr ar gyfer laserau CO2 ac nid yw laserau rhaeadru cwantwm yn torri maes arloesi, os yw laserau CO2 yn symud tuag at ardaloedd penodol, byddant yn dal i gael eu defnyddio'n helaeth yn y farchnad.
Cystadleuaeth herio
Er gwaethaf y manteision hirdymor hyn, mae laserau CO2 wedi wynebu heriau mewn rhai ardaloedd. Mae laserau ffibr a laserau rhaeadru cwantwm wedi ehangu i lawer o gymwysiadau a laddwyd yn flaenorol gan laserau CO2.
Mewn cymwysiadau diwydiannol, mae laserau ffibr pwer uchel yn darparu effeithlonrwydd uwch, a gall deunyddiau metel amsugno eu hegni yn well, ac maent yn fwy cost-effeithiol. Fodd bynnag, laserau CO2 yw'r unig ffordd o hyd i brosesu llawer o ddeunyddiau nad ydynt yn fetelig oherwydd nad yw'r deunyddiau hyn yn amsugno tonfedd ffibr sydd bron yn is-goch.
Mae laserau rhaeadru cwant yn gallu cynhyrchu tonfeddi yn yr ystod 2 i 12 μm ac maent yn fwy cryno, gan eu gwneud yn arf pwysig mewn cymwysiadau sbectrosgopeg. Fodd bynnag, mae angen llawer o bŵer uwch, purdeb sbectrol gwell, cydlyniad rhagorol, a dulliau gofodol sefydlog ar gyfer llawer o gymwysiadau diwydiannol a meddygol sy'n sensitif i sbectol-sensitif yn yr ystod is-goch tonnau 8 i 12 μm. Dim ond laserau CO2 yw'r rhain. cyflawni.
Yn ogystal â heriau technegol, mae diwydiant laser cynyddol Tsieina hefyd wedi arwain at brisiau is ac is. Mae laserau CO2 safonol yn dod yn fasnachol yn gyflym, gyda rhwystrau i fynediad a gostyngiad sydyn mewn elw. Dair blynedd yn ôl, prynodd cwmnïau Tsieineaidd laserau 30W CO2 a wnaed gan yr Unol Daleithiau am $ 4,500; nawr, mae laserau CO2 domestig ar y farchnad, gan dynnu prisiau i lawr i $ 2,000.
Mae'r ffactorau hyn yn nodi diwedd oes “pris-seiliedig”. Yn y cyfnod o brisio sy'n seiliedig ar brisiau, mae'r cwmni'n cynhyrchu laserau â phŵer cyfartalog penodol a gellir ei ddefnyddio mewn sawl maes. Mae'r pris yn gymesur â'r wattage. Gyda'r strategaeth hon, mae rhai cwmnïau llwyddiannus iawn fel Synrad, Coherent a Rofin yn cynnig ystod o laserau CO2 yn amrywio o ychydig watiau i ddegau o filoedd o watiau, sydd hefyd yn caniatáu laserau CO2 mewn gweithfeydd prosesu plastig, clinigau deintyddol, llinellau cydosod cafell ffôn Mae'r cae wedi cael ei ddefnyddio'n helaeth.
Er bod laserau CO2 wedi dod i ben fel “ateb sy'n addas i bawb ar gyfer pob cais”, gyda deunyddiau newydd yn dod i'r amlwg a gofynion prosesu diwydiannol a gwyddonol cynyddol llym, mae angen laserau pwrpasol newydd ar y rhain sydd angen gwir laserau. Mae gan y cynnig gwerth ddealltwriaeth dechnegol ddyfnach ac mae angen ffordd gwbl wahanol o gynhyrchu a hyrwyddo laserau CO2. Mae laserau CO2 yn mynd i'r afael â'r heriau newydd hyn.
O ran gweithgynhyrchu, mae'r model newydd hwn yn ei gwneud yn ofynnol i addasu gwahanol fanylebau'r laser CO2 i gyd-fynd ag anghenion penodol y cwsmer. O ran y farchnad, o'r pŵer cyfartalog blaenorol a gwerth “yn seiliedig ar brisiau”, mae wedi cael ei drawsnewid yn ateb wedi'i deilwra i ddylunio siâp y pwls, pŵer brig, gweithrediad tonfedd penodol a gweithrediad sefydlog y laser yn ôl deunyddiau penodol a gofynion ymgeisio.
