Введение CO2 L aser
CO2-лазер был изобретен C. Kumar N. Patel в Bell Labs в 1964 году и является древней технологией в постоянно меняющейся индустрии оптоэлектроники. Несмотря на длительный период времени, лазерная технология CO2 продолжает процветать на рынке благодаря своей уникальной длине волны, мощности и спектральной чистоте.
Из-за того, что многие природные и синтетические материалы имеют сильные пики поглощения при 9 ~ 12 мкм, что является полосой длин волн выходной длины волны CO2-лазеров, что предоставляет большие возможности для CO2-лазеров при обработке материалов и спектральном анализе. Эта полоса также включена в окно атмосферной передачи и поэтому идеально подходит для многих применений зондирования и измерения дальности. Типичный СО2-лазер состоит из газового разряда из смешанного газа, содержащего молекулы СО2. Поскольку энергетические уровни молекулярной вибрации и вращения очень близки, фотоны, образующиеся при переходе молекул CO2 между этими энергетическими уровнями, имеют более низкую энергию и более длинную длину волны, чем видимый и ближний инфракрасный свет.
CO2-лазеры доступны в диапазоне мощностей от милливатт до десятков тысяч ватт и могут использоваться как для изготовления измерительных приборов, так и для мощной резки. Поскольку CO2-лазеры имеют высокую спектральную чистоту, ширину линии до 1 кГц без потери мощности, эффективность преобразования может достигать 10%. Эти особенности делают CO2-лазеры пригодными для новых применений в обработке материалов, лазерной локации и радиолокации, помощи при тепловом зрении и целевых медицинских применениях.
С тех пор, как десятилетия были изобретены, бесчисленное количество CO2-лазеров использовалось в медицинских, производственных и научных исследованиях: от цифровой печати с 4 цифрами на высокоскоростной линии для производства бутылок с минеральной водой в Китае до сварки автозапчастей Mercedes-Benz в Германии. Даже сегодня, когда волоконные лазеры разрушают большой рынок CO2-лазеров, а квантовые каскадные лазеры не выходят за рамки инноваций, если CO2-лазеры переходят к выделенным областям, они все еще будут широко использоваться на рынке.
Вызов соревнования
Несмотря на эти долгосрочные преимущества, CO2-лазеры столкнулись с проблемами в некоторых областях. Волоконные лазеры и квантовые каскадные лазеры получили широкое применение во многих областях, в которых ранее преобладали CO2-лазеры.
В промышленных применениях мощные волоконные лазеры обеспечивают более высокую эффективность, их энергия может быть лучше поглощена металлическими материалами и более рентабельна. Однако СО2-лазеры по-прежнему являются единственным способом обработки многих неметаллических материалов, поскольку эти материалы не поглощают волоконные лазеры с ближней инфракрасной длиной волны.
Квантовые каскадные лазеры способны генерировать волны в диапазоне от 2 до 12 мкм и являются более компактными, что делает их важным инструментом в спектроскопических приложениях. Однако многие чувствительные, спектрально-чувствительные промышленные и медицинские приложения в длинноволновом инфракрасном диапазоне 8-12 мкм требуют более высокой мощности, лучшей спектральной чистоты, превосходной когерентности и стабильных пространственных режимов. Это только CO2 лазеры. достичь.
В дополнение к техническим проблемам, расширяющаяся лазерная промышленность Китая также привела к снижению и снижению цен. Стандартные лазеры на CO2 быстро становятся коммерческими, с барьерами для входа и резким падением прибыли. Три года назад китайские компании приобрели произведенные в США 30-ваттные СО2-лазеры за 4500 долларов США; сейчас на рынке имеются отечественные CO2-лазеры, которые снижают цены до 2000 долларов.
Эти факторы знаменуют конец эры «на основе цен». В эпоху ценообразования на основе цен компания производит лазеры с определенной средней мощностью и может применяться в различных областях. Цена пропорциональна мощности. С этой стратегией некоторые очень успешные компании, такие как Synrad, Coherent и Rofin, предлагают ряд лазеров на CO2 в диапазоне от нескольких ватт до десятков тысяч ватт, что также позволяет использовать лазеры на CO2 на заводах по обработке пластмасс, стоматологических клиниках, сборочных линиях для мобильных телефонов и т. д. Поле широко используется.
Хотя CO2-лазеры стали «универсальным решением для всех применений», с появлением новых материалов и все более строгими требованиями к промышленной и научной обработке, для них требуются новые специальные лазеры, которые требуют настоящих лазеров. Ценностное предложение имеет более глубокое техническое понимание и требует совершенно другого способа производства и продвижения CO2-лазеров. CO2-лазеры решают эти новые проблемы.
С точки зрения производства, эта новая модель требует корректировки различных характеристик СО2-лазера, чтобы точно соответствовать конкретным потребностям клиента. С точки зрения рынка, исходя из предыдущей средней мощности и значения «на основе цены», оно было преобразовано в индивидуальное решение для проектирования формы импульса, пиковой мощности, выделенной длины волны и стабильной работы лазера в соответствии с конкретными материалами. и требования к применению.
