Η παγκόσμια κατάρρευση των επικοινωνιών πριν από πέντε χρόνια προκάλεσε τη γέννηση μιας νέας γενιάς βιομηχανικών λέιζερ, laser λέιζερ.
Τα "λέιζερ ινών" είναι απλούστερα και έχουν μικρότερο μέγεθος από τα συμβατικά στερεά ή αέρια λέιζερ. Ακριβώς όπως οι πλάκες με βάση το πυρίτιο αντικατέστησαν τα προϊόντα σωλήνων, τα λέιζερ ίνας ξεκινούν μια βιομηχανική επανάσταση στο πεδίο λέιζερ.
Η αμερικανική εταιρεία IPG Photonics είναι ο ηγέτης στον τομέα οπτικών ινών και οι τρέχουσες πωλήσεις προϊόντων της αντιπροσωπεύουν το 75% των παγκόσμιων πωλήσεων. Η SPI Laser, ερευνητικό ίδρυμα που εδρεύει στο Ηνωμένο Βασίλειο, ξεκίνησε επίσης την παραγωγή οπτικών λέιζερ. Και οι δύο εταιρείες άλλαξαν από την παραγωγή προϊόντων οπτικών επικοινωνιών σε βιομηχανικά λέιζερ μετά την κατάρρευση της αγοράς επικοινωνιών το 2000.
Οι πληροφορίες επικοινωνίας μεταδίδονται με τη μορφή οπτικών παλμών στην οπτική ίνα. Όταν μια συγκεκριμένη χημική σύνθεση ενσωματώνεται σε μια οπτική ίνα, μπορεί να αντικαταστήσει πολλά συμβατικά υλικά, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα πλήθος από πέτρες ή αέρια ως μέσο κέρδους.
Ήδη από τη δεκαετία του 1960 προτάθηκε η έννοια του λέιζερ ινών. Μόνο στη δεκαετία του 1990 η IPG ανέπτυξε ένα πρακτικό πρωτότυπο. Η κατάρρευση της αγοράς επικοινωνιών το 2000 ήταν η κύρια κινητήρια δύναμη για την ανάπτυξη των λέιζερ με ίνες.
Ο κ. Roy Taylor, καθηγητής στο Imperial College London, δήλωσε: "Λόγω της κατάρρευσης της αγοράς επικοινωνιών, η IPG έχασε το 60% της επιχείρησής της κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Η κατάσταση με το SPI είναι ακόμη χειρότερη. Ο David Parker, Διευθύνων Σύμβουλος της SPI, δήλωσε: "Το 2003 αντιμετωπίσαμε μια σημαντική απόφαση να κλείσουμε την εταιρεία ή να εισέλθουμε σε μια εντελώς νέα αγορά που ήταν εντελώς άγνωστη". Η SPI έκανε μια σοφή επιλογή και μεταφέρθηκε στο πεδίο των λέιζερ ινών.
Σύμφωνα με τους ειδικούς του επαγγελματικού περιοδικού Laser Focus World, οι πωλήσεις βιομηχανικών λέιζερ παγκοσμίως αναμένεται να αυξηθούν από 2,2 δισεκατομμύρια δολάρια φέτος σε 2,9 δισεκατομμύρια δολάρια το 2009. Το ποσοστό των λέιζερ ινών θα αυξηθεί από το σημερινό 5% σε 30% αυξήθηκε από 110 εκατομμύρια δολάρια σε 900 εκατομμύρια δολάρια. Τα περισσότερα λέιζερ ινών δεν πωλούνται απευθείας στους τελικούς χρήστες, αλλά πωλούνται σε ολοκληρωτές συστημάτων λέιζερ.
Τα λέιζερ ινών αντικαθιστούν τα παραδοσιακά βιομηχανικά λέιζερ σε όλους τους σημαντικούς τομείς. Από την λεπτή κοπή των μικροηλεκτρονικών κυκλωμάτων έως την ηλεκτροκίνητη συγκόλληση αυτοκινήτων υψηλής ισχύος, από τη σήμανση του γραμμωτού κώδικα στα κοινά εμπορεύματα για την ανανέωση της ομορφιάς για την εξάλειψη των ιχνών της ηλικίας. Ένα πολύπλοκο, διακριτό συστατικό ενός συμβατικού λέιζερ στερεού ή αερίου αντικαθίσταται από ένα μαλακό, λεπτό σύμπλεγμα από ίνες που καθιστούν το λέιζερ συμπαγές, απλό, εύκολο στην κατασκευή και χωρίς συντήρηση.
Τα προϊόντα της SPI συγκεντρώνονται στην περιοχή χαμηλής ισχύος και το IPG αυξάνει την ισχύ εξόδου του λέιζερ κατά χιλιάδες. Ο εμπειρογνώμονας λέιζερ του Πανεπιστημίου του Cambridge, Bill O'Neill, δήλωσε: "Τα επόμενα πέντε χρόνια, η ισχύς εξόδου των λέιζερ ινών θα αυξηθεί στα 400.000 βατ."
Ο ερευνητής του Imperial College, Σεργκέι Πόποφ (ο οποίος εργάζεται ταυτόχρονα για το IPG), εξήγησε: "Μπορείτε να συγκεντρώσετε το λέιζερ από πολλά λέιζερ ινών σε μία ίνα, με αποτέλεσμα πολύ μεγάλη συνολική ισχύ, η οποία μοιάζει με τη σύνδεση πολλών υπολογιστών. βελτίωση της υπολογιστικής ισχύος. "
Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά εφαρμόσιμο σε πολλές περιοχές όπου τα παραδοσιακά λέιζερ δεν είναι διαθέσιμα. Για παράδειγμα, στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, δεκάδες χιλιάδες βατ δύναμης λέιζερ μπορούν να μεταδοθούν σε αρκετά χιλιόμετρα ινών. Ο Δρ Popov δήλωσε: "Με αυτό τον τρόπο, μπορείτε να κατασκευάσετε ταχείς αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου σε απομακρυσμένες περιοχές, όπως η κατασκευή αγωγών της Αλάσκας. Με τη χρήση της ευελιξίας του οχήματος και της υψηλής απόδοσης των λέιζερ ινών, ο αριθμός των σταθμών συγκόλλησης μπορεί να μειωθεί κατά 75%. Οι πιθανές μελλοντικές εφαρμογές περιλαμβάνουν τον καθαρισμό των πυρηνικών εγκαταστάσεων, τη συντήρηση και την αεροδιαστημική βιομηχανία.
Ο καθηγητής O'Neill προβλέπει ότι οι χρήστες λέιζερ θα είναι σε θέση να παρέχουν ενέργεια από ένα κεντρικό λέιζερ ινών στο μέλλον δημιουργώντας ένα "δίκτυο ενέργειας λέιζερ" στο εργοστάσιο. Διάφοροι βιομηχανικοί εξοπλισμοί (για κοπή, συγκόλληση, θερμική επεξεργασία, σήμανση, επιθεώρηση, καθαρισμό, κ.λπ.) δεν χρειάζεται να έχουν ξεχωριστή πηγή λέιζερ, όπως και με ηλεκτρικό εργαλείο, η διασύνδεση βύσματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ελεύθερα. "Μπορούμε ακόμη να φανταστούμε ένα σενάριο όπου ένα δίκτυο λέιζερ ινών θα κατασκευαστεί στην πανεπιστημιούπολη."
Ο καθηγητής O'Neill εργάστηκε επίσης σε δύο εταιρείες. Είπε ότι η IPG είναι ελαφρώς διαφορετική από την βασική τεχνολογία του SPI, αλλά όλα έχουν ισχυρή βάση. Ελέγχουν πολλά βασικά δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας για την κατασκευή ινών λέιζερ. Ο Valentin Gapontsev, ο ιδρυτής και σημερινός διευθύνων σύμβουλος της IPG, δεν ανησυχεί για παραβιάσεις πνευματικής ιδιοκτησίας. Επισημαίνει: "Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας δεν μας προστατεύουν ποτέ, εργαζόμαστε πιο δυνατά και παραμένουμε μπροστά είναι η καλύτερη προστασία για εμάς".
