הביקוש לשדרוג תעשייתי של ציוד לעיבוד לייזר גדול יותר
עם השינוי והשדרוג של תעשיית הייצור לרמה גבוהה ואינטליגנציה, שוק יישומי עיבוד ציוד הלייזר ממשיך להתרחב. מור, ממייסדי חוק מור, חזה ב-1965 שמוליכים למחצה יתפתחו במהירות, והאלקטרוניקה תזכה לפופולריות רחבה ותחדור למגוון רחב של יישומים. במבט לאחור חצי מאה לאחר מכן, התחזית הזו אושרה לחלוטין. למרות שללייזרים סיבים יש פוטנציאל שוק גדול, הלייזרים המוליכים למחצה הנפוצים ביותר נמצאים כיום בשוק.
לייזרים מוליכים למחצה ידועים בדרך כלל כדיודות לייזר. בגלל המאפיינים של שימוש בחומרים מוליכים למחצה כחומרי עבודה, זה נקרא לייזרים מוליכים למחצה. חומרי העבודה המשמשים בדרך כלל בלייזרים מוליכים למחצה הם גליום ארסניד, קדמיום גופרתי, אינדיום פוספיד וכו', שיכולים לשמש כמקור משאבה ללייזרי סיבים וללייזרים במצב מוצק, ויכולים גם להוציא לייזר ישירות כמקור אור.
הפיתוח של לייזרים מוליכים למחצה החל בשנות ה-60 וכעת זכה לקידום ויישום נרחב בכל תחומי החיים. עם היתרונות של מבנה קומפקטי, איכות אלומה טובה, חיים ארוכים וביצועים יציבים, הוא עשה צעדים גדולים בתקשורת, עיבוד חומרים וייצור, צבאי, רפואי ואחרים. זה בדיוק בגלל שתחום היישום של ציוד הלייזר הוא רחב מאוד ומערב תעשיות רבות, ולכן גודל השוק של לייזרים מוליכים למחצה הוא גדול מאוד. על פי נתוני המחקר בתעשייה של OFweek, גודל השוק של לייזרים מוליכים למחצה בשנת 2017 היה גבוה כמו 5.31 מיליארד דולר, עם קצב צמיחה משנה לשנה של עד 15%, תופס 40% מנתח השוק הכולל של לייזרים, שהיא עמדה דומיננטית מוחלטת.
הטכנולוגיה מתפתחת ותחום היישום מתרחב
עם הפיתוח המעמיק המתמשך של טכנולוגיית מוליכים למחצה, הביקוש בשוק ממשיך להשתנות. גם תחום היישום של לייזרים מוליכים למחצה משתנה כל הזמן. מהציוד הראשוני בעל הספק נמוך לציוד הנוכחי עם ההספק הגבוה, לייזרים מוליכים למחצה הועברו גם משדות עיבוד קל לשדות עיבוד כבדים.
כבר בשנות השמונים, לייזרים מוליכים למחצה שימשו רק באחסון אופטי ובכמה יישומי נישה. באותה תקופה, אחסון אופטי היה היישום הראשון בקנה מידה גדול בתעשיית הלייזר מוליכים למחצה. החידוש המתמשך של טכנולוגיית הלייזר מוליכים למחצה קידם את הפיתוח של טכנולוגיות אחסון אופטי כגון דיסק רב תכליתי דיגיטלי הזרקת (DVD) ו-Blu-ray Disc (BD). עד שנות ה-90, רשתות אופטיות הפכו לשדה הקרב העיקרי של לייזרים מוליכים למחצה. ואז בשנות ה-90, לייזרים מוליכים למחצה הפכו לציוד העיבוד והייצור העיקרי של רשתות תקשורת.
נכון לעכשיו, היישום הגדול ביותר של לייזרים מוליכים למחצה הוא כמקור משאבה ללייזרי סיבים וללייזרים במצב מוצק. כאשר הלייזר המוליך למחצה משמש כמקור המשאבה של לייזר הסיבים, ניתן לפשט את מבנה מערכת המשאבה באופן יסודי על ידי שיפור הספק היחידה, ולשפר את רמת הספק המשאבה. עם הדרישות ההולכות וגדלות של כוח המוצא של לייזרים סיבים ולייזרים במצב מוצק, הכוח של מקורות משאבת מוליכים למחצה מוצג גם דרישות גבוהות יותר.
בשל המגבלה של איכות האלומה, קשה להשתמש ישירות בלייזרים מוליכים למחצה מסורתיים לחיתוך מתכת. בשנים האחרונות, עם השיפור של טכנולוגיית צימוד מוליכים למחצה והבשלה הדרגתית של טכנולוגיית שילוב אלומות חדשה, חלק מהלייזרים מוליכים למחצה עם תפוקת סיבים מעל רמת קילוואט יכולים גם לעמוד בדרישות איכות האלומה לחיתוך. בנוסף, בשל הגיוון באורך הגל של הלייזר המוליך למחצה, אורך הגל של הלייזר המוליך למחצה באורך גל קצר קרוב מאוד לספיגת אורך הגל המקסימלית של אלומיניום. לכן, בתעשיית הרכב, לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה מתאימים מאוד לריתוך מרכבי אלומיניום לרכב. כיום, לייזרים מוליכים למחצה עם הספק לייזר בין 2KW ל-6KW נמצאים בשימוש נרחב בתהליך הייצור של תעשיית הרכב.
בתחום עיבוד החומרים הישיר, איכות האלומה של לייזרים מוליכים למחצה קשה לעלות על זו של לייזרים סיבים. עם זאת, ביישומי ריתוך וחיתוך לוחות דקים, לייזרים מוליכים למחצה מתאימים מאוד. הפיתוח של לייזרים מוליכים למחצה בעלי הספק גבוה איפשר יישומים חשובים רבים. לייזרים אלו החליפו טכנולוגיות מסורתיות רבות והעניקו לנו מוצרים חדשים רבים.
היתרונות העיקריים שללייזר מוליכים למחצה של שיאן גוושנג לייזר:
1. גודל קטן: קטן מאוד וקומפקטי, מה שהופך אותם לאידיאליים לשימוש במגוון רחב של יישומים שבהם המקום מוגבל.
2. יעילות: יעילים מאוד, כלומר הם ממירים חלק גבוה מהספק הקלט שלהם לאור לייזר. זה הופך אותם לאידיאליים לשימוש ביישומים שבהם צריכת אנרגיה היא דאגה.
3. כוונון אורכי גל: ניתן לכוונן כדי לפלוט אור באורכי גל שונים, מה שמאפשר להשתמש בהם במגוון רחב של יישומים, החל מטלקומוניקציה ועד להדמיה רפואית.
4. עלות נמוכה: זול יחסית לייצור בהשוואה לסוגים אחרים של לייזרים, מה שמנגיש אותם למגוון רחב של תעשיות ויישומים.
5. אמינות: בעל אורך חיים תפעולי ארוך והם אמינים מאוד, מה שהופך אותם לאידיאליים לשימוש ביישומים שבהם זמן השבתה אינו אופציה.
6. קצב אפנון גבוה: ניתן לאוסן במהירויות גבוהות, מה שהופך אותם לאידיאליים לשימוש ביישומים כגון תקשורת אופטית ואחסון נתונים.