Глобальный крах коммуникаций пять лет назад вызвал рождение нового поколения промышленных лазеров, волоконных лазеров.
«Волоконные лазеры» проще и меньше по размеру, чем обычные твердотельные или газовые лазеры. Подобно тому, как кремниевые пластины заменили трубные изделия, волоконные лазеры начинают промышленную революцию в области лазерного излучения.
Американская компания IPG Photonics является лидером в области оптоволоконной связи, и ее текущие продажи продукции составляют 75% мировых продаж. SPI Laser, исследовательский институт, базирующийся в Великобритании, также начал производство волоконных лазеров. Обе компании переключились с производства оптических средств связи на промышленные лазеры после краха рынка связи в 2000 году.
Информация о связи передается в виде оптических импульсов по оптоволокну. Когда определенный химический состав включен в оптическое волокно, он может заменить многие традиционные материалы, например, с использованием множества камней или газов в качестве среды усиления.
Еще в 1960-х годах была предложена концепция волоконного лазера. Только в 1990-х годах IPG разработала практический прототип. Крах рынка связи в 2000 году стал основной движущей силой развития волоконных лазеров.
Рой Тейлор, профессор Imperial College London, сказал: «Из-за обвала рынка коммуникаций IPG потеряла 60% своего бизнеса за одну ночь. IPG не начала массово продавать оптоволоконные лазерные продукты в 2003 году».
Ситуация с SPI еще хуже. Дэвид Паркер, генеральный директор SPI, сказал: «В 2003 году мы столкнулись с важным решением закрыть компанию или выйти на совершенно новый незнакомый рынок». SPI сделала мудрый выбор и перешла в область волоконных лазеров.
По оценкам экспертов из профессионального журнала Laser Focus World, продажи промышленных лазеров по всему миру, как ожидается, вырастут с 2,2 млрд долларов в этом году до 2,9 млрд долларов в 2009 году. Доля волоконных лазеров вырастет с нынешних 5% до 30%, и продажи будут расти взлететь со 110 миллионов до 900 миллионов долларов. Большинство оптоволоконных лазеров не продаются напрямую конечным пользователям, а продаются системным интеграторам лазеров.
Волоконные лазеры заменяют традиционные промышленные лазеры во всех основных областях. От тонкой резки микроэлектронных цепей до мощной автомобильной сварки кузова, от маркировки штрих-кодами на обычных товарах до косметического омоложения для удаления следов старения. Сложный дискретный компонент обычного твердотельного или газового лазера заменяется мягким, тонким кластером волокон, которые делают лазер компактным, простым, простым в изготовлении и не требующим технического обслуживания.
Продукты SPI сосредоточены в диапазоне низких мощностей, а IPG увеличивает выходную мощность лазера в тысячи раз. Эксперт по лазерам из Кембриджского университета Билл О'Нил сказал: «В ближайшие пять лет выходная мощность волоконных лазеров будет увеличена до 400 000 Вт».
Исследователь Имперского колледжа Сергей Попов (одновременно работающий на IPG) объяснил: «Вы можете объединить лазер из множества волоконных лазеров в одно волокно, что приведет к очень высокой общей мощности, что в некоторой степени похоже на подключение многих компьютеров. улучшить вычислительную мощность. "
Эта функция делает его применимым во многих областях, где традиционные лазеры недоступны. Например, в нефтегазовой промышленности десятки тысяч ватт мощности лазера могут передаваться через несколько километров волокна. Д-р Попов сказал: «Таким образом, вы сможете быстрее строить нефте- и газопроводы в отдаленных районах, например, на строительстве Аляскинских трубопроводов. Используя маневренность автомобиля и высокую эффективность волоконных лазеров, количество сварочных станций можно сократить на 75%. Потенциальные будущие применения включают в себя очистку ядерных установок, техническое обслуживание и аэрокосмическое производство.
Профессор О'Нил предсказывает, что в будущем пользователи лазеров смогут получать энергию от центрального волоконного лазера, создавая «сеть энергетических лазеров» на заводе. Различному промышленному оборудованию (для резки, сварки, термообработки, маркировки, проверки, очистки и т. Д.) Не требуется отдельный лазерный источник, так же как и при использовании электроинструмента, интерфейс штекера может использоваться свободно. «Мы даже можем представить себе сценарий, в котором сеть волоконного лазера будет построена в кампусе».
Профессор О'Нил также работал в двух компаниях. Он сказал, что IPG немного отличается от основной технологии SPI, но все они имеют прочную основу. Они контролируют многие основные права интеллектуальной собственности на производство волоконных лазеров. Валентин Гапонцев, основатель и нынешний генеральный директор IPG, не беспокоится о нарушениях интеллектуальной собственности. Он отметил: «Патенты никогда не защищают нас; работать усерднее и оставаться впереди - лучшая защита для нас».
