Εισαγωγή του CO2 L
Το λέιζερ CO2 επινοήθηκε από τον C. Kumar N. Patel στο Bell Labs το 1964 και είναι μια αρχαία τεχνολογία στην συνεχώς μεταβαλλόμενη βιομηχανία οπτοηλεκτρονικής. Παρά τη διάρκεια του χρόνου, η τεχνολογία λέιζερ CO2 συνεχίζει να ευδοκιμεί στην αγορά με το μοναδικό μήκος κύματος, ισχύ και φασματική καθαρότητα.
Becau πολλά φυσικά υλικά και συνθετικά υλικά έχουν ισχυρές κορυφές απορρόφησης στα 9 ~ 12μm, που συμβαίνει να είναι η ζώνη μήκους κύματος του μήκους κύματος εξόδου των λέιζερ CO2, που παρέχει πολλές ευκαιρίες για λέιζερ CO2 στην επεξεργασία υλικών και τη φασματική ανάλυση. Αυτή η ζώνη περιλαμβάνεται επίσης στο παράθυρο μετάδοσης της ατμόσφαιρας και είναι επομένως ιδανική για πολλές εφαρμογές αίσθησης και εμβέλειας. Ένα τυπικό λέιζερ CO2 σχηματίζεται από μια εκκένωση αερίου από ένα μικτό αέριο που περιέχει μόρια CO2. Επειδή τα επίπεδα ενέργειας των μοριακών κραδασμών και περιστροφής είναι πολύ κοντά, τα φωτόνια που παράγονται από τη μετάβαση των μορίων του CO2 μεταξύ αυτών των ενεργειακών επιπέδων είναι χαμηλότερα στην ενέργεια και μεγαλύτερα σε μήκος κύματος από το ορατό και σχεδόν υπέρυθρο φως.
Τα λέιζερ CO2 διατίθενται σε εύρος ισχύος από milliwatt έως δεκάδες χιλιάδες watt και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή οργάνων καθώς και για ισχυρή κοπή. Επειδή τα λέιζερ CO2 έχουν υψηλή φασματική καθαρότητα, πλάτος γραμμής μέχρι 1 kHz χωρίς να θυσιαστεί η ισχύς, η απόδοση μετατροπής μπορεί να φτάσει το 10%. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν τα λέιζερ CO2 κατάλληλα για νέες εφαρμογές στην επεξεργασία υλικών, λέιζερ και ραντάρ, θερμική βοήθεια όρασης εικόνας και στοχευμένες ιατρικές εφαρμογές.
Από τότε που εφευρέθηκαν για δεκαετίες, αμέτρητα CO2 λέιζερ έχουν εφαρμοστεί στην ιατρική, βιομηχανική και επιστημονική έρευνα, από την τετραψήφια ψηφιακή εκτύπωση στη γραμμή παραγωγής μπουκαλιών μεταλλικού νερού υψηλής ταχύτητας της Κίνας έως τη συγκόλληση αυτοκινήτων Mercedes-Benz στη Γερμανία. Ακόμη και σήμερα, όταν οι λέιζερ ίνας καταστρέφουν τη μεγάλη αγορά για λέιζερ CO2 και τα λέιζερ με κβαντικά κατάρρευση δεν σπάζουν τον τομέα της καινοτομίας, αν τα λέιζερ CO2 κινούνται προς συγκεκριμένες περιοχές, θα εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως στην αγορά.
Πρόκληση ανταγωνισμού
Παρά τα μακροπρόθεσμα αυτά πλεονεκτήματα, τα λέιζερ CO2 αντιμετωπίζουν προκλήσεις σε ορισμένους τομείς. Τα λέιζερ ινών και τα κβαντικά λέιζερ κλιμακωτά έχουν επεκταθεί σε πολλές εφαρμογές που προηγουμένως κυριαρχούσαν τα λέιζερ CO2.
Στις βιομηχανικές εφαρμογές, τα υψηλής ισχύος λέιζερ ινών παρέχουν μεγαλύτερη απόδοση, η ενέργεια τους μπορεί να απορροφηθεί καλύτερα από μεταλλικά υλικά και είναι πιο οικονομικά αποδοτική. Ωστόσο, τα λέιζερ CO2 εξακολουθούν να είναι ο μόνος τρόπος επεξεργασίας πολλών μη μεταλλικών υλικών, επειδή αυτά τα υλικά δεν απορροφούν το εγγύς υπέρυθρο μήκος κύματος των λέιζερ ινών.
Τα λέιζερ πολλαπλών κατανομών είναι ικανά να παράγουν μήκη κύματος στην περιοχή των 2 έως 12 μm και είναι πιο συμπαγή, καθιστώντας τα ένα σημαντικό εργαλείο σε εφαρμογές φασματοσκοπίας. Ωστόσο, πολλές αισθητικές, φαινομενικά ευαίσθητες βιομηχανικές και ιατρικές εφαρμογές στην υπέρυθρη ακτίνα 8 έως 12 μm απαιτούν μεγαλύτερη ισχύ, καλύτερη φασματική καθαρότητα, εξαιρετική συνοχή και σταθερούς χωρικούς τρόπους. Αυτά είναι μόνο CO2 λέιζερ. φέρνω σε πέρας.
Εκτός από τις τεχνικές προκλήσεις, η επέκταση της βιομηχανίας λέιζερ της Κίνας οδήγησε επίσης σε χαμηλότερες και χαμηλότερες τιμές. Τα πρότυπα λέιζερ CO2 διοχετεύονται γρήγορα σε εμπορία, με εμπόδια στην είσοδο και απότομη πτώση των κερδών. Πριν από τρία χρόνια, κινεζικές εταιρείες αγόρασαν 30W CO2 λέιζερ που κατασκευάστηκαν από την Αμερική για $ 4.500. τώρα, τα οικιακά CO2 λέιζερ είναι στην αγορά, τραβώντας τις τιμές στα $ 2.000.
Αυτοί οι παράγοντες σηματοδοτούν το τέλος της εποχής του "βασισμένου στην τιμή". Στην εποχή της τιμολόγησης βάσει τιμών, η εταιρεία παράγει λέιζερ με ειδική μέση ισχύ και μπορεί να εφαρμοστεί σε πολλαπλά πεδία. Η τιμή είναι ανάλογη με την ισχύ. Με αυτή τη στρατηγική, μερικές εξαιρετικά επιτυχημένες εταιρείες όπως η Synrad, η Coherent και η Rofin προσφέρουν μια σειρά από λέιζερ CO2 που κυμαίνονται από μερικά βατ έως δεκάδες χιλιάδες βατ, η οποία επιτρέπει επίσης λέιζερ CO2 σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας πλαστικών, οδοντιατρικές κλινικές, , κλπ. Το πεδίο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως.
Παρόλο που τα λέιζερ CO2 έχουν τελειώσει ως μια "λύση ενός μεγέθους για όλες τις εφαρμογές", με την εμφάνιση νέων υλικών και με ολοένα και πιο αυστηρές απαιτήσεις βιομηχανικής και επιστημονικής επεξεργασίας, απαιτούνται νέα ειδικά λέιζερ που απαιτούν πραγματικά λέιζερ. Η πρόταση αξίας έχει βαθύτερη τεχνική κατανόηση και απαιτεί έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο παραγωγής και προώθησης λέιζερ CO2. Τα λέιζερ CO2 αντιμετωπίζουν αυτές τις νέες προκλήσεις.
Από πλευράς κατασκευής, αυτό το νέο μοντέλο απαιτεί προσαρμογές στις διάφορες προδιαγραφές του λέιζερ CO2, ώστε να ταιριάζει απόλυτα με τις συγκεκριμένες ανάγκες του πελάτη. Από την άποψη της αγοράς, από την προηγούμενη μέση ισχύ και την αξία της "βασισμένης στην τιμή", έχει μετατραπεί σε μια εξατομικευμένη λύση για το σχεδιασμό του σχήματος παλμού, της μέγιστης ισχύος, του ειδικού μήκους κύματος και της σταθερής λειτουργίας του λέιζερ σύμφωνα με συγκεκριμένα υλικά και τις απαιτήσεις εφαρμογής.
