1. Yfirlit yfir leysigeirann
(1) Laser kynning
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, skammstafað sem LASER) er samlitaður, einlitur, samhangandi, stefnubundinn ljósgeisli sem framleiddur er með mögnun ljósgeislunar á þröngri tíðni með spenntum endurgjafarómun og geislun.
Leysitæknin varð til snemma á sjöunda áratugnum og vegna þess að eðli hennar er allt öðruvísi en venjulegt ljós var leysir fljótlega mikið notaður á ýmsum sviðum og hafði mikil áhrif á þróun og umbreytingu vísinda, tækni, hagkerfis og samfélags.
Fæðing leysisins hefur verulega breytt ásýnd fornrar ljósfræði, útvíkkað klassíska sjónræna eðlisfræði í nýja hátæknifræðigrein sem nær yfir bæði klassíska ljósfræði og nútíma ljóseðlisfræði, sem gerir óbætanlegt framlag til þróunar mannlegs hagkerfis og samfélags. Leyseðlisfræðirannsóknir hafa stuðlað að því að tvær megingreinar nútíma ljóseðlisfræði blómstra: orkuljóseðlisfræði og upplýsingaljóseðlisfræði. Það nær yfir ólínulega ljósfræði, skammtaljósfræði, skammtatölvuna, leysiskynjun og samskipti, leysiplasma eðlisfræði, leysiefnafræði, leysilíffræði, leysilækningar, ofurnákvæma leysir litrófsgreiningu og mælifræði, leysir atómeðlisfræði þar á meðal leysikælingu og Bose-Einstein þétt efnisrannsóknir , hagnýtur leysiefni, leysiframleiðsla, leysir ör-optoelectronic flísar, laser 3D prentun og meira en 20 alþjóðlegar landamæragreinar og tæknileg forrit. Deild leysirvísinda og -tækni (DSL) hefur verið stofnuð á eftirfarandi sviðum.
Í leysirframleiðsluiðnaðinum hefur heimurinn gengið inn í tímum „léttrar framleiðslu“, samkvæmt alþjóðlegum tölfræði um leysigeislaiðnaðinn, er 50% af árlegri landsframleiðslu Bandaríkjanna1 tengt hraðri markaðsþenslu háþróaðra leysirforrita. Nokkur þróuð lönd, fulltrúar Bandaríkjanna, Þýskalands og Japans, hafa í grundvallaratriðum lokið við að skipta út hefðbundnum ferlum með laservinnslu í helstu framleiðsluiðnaði eins og bíla- og flugi. Laser í iðnframleiðslu hefur sýnt mikla möguleika á litlum tilkostnaði, hágæða, afkastamiklum og sérstökum framleiðsluforritum sem ekki er hægt að ná með hefðbundinni framleiðslu, og hefur orðið mikilvægur drifkraftur samkeppni og nýsköpunar meðal helstu iðnríkja heims. Lönd styðja virkan leysitækni sem eina af mikilvægustu nýjustu tækni þeirra og hafa þróað landsvísu þróunaráætlanir fyrir leysigeislaiðnaðinn.
(2)LaserHeimild Pmeginreglu
Laserinn er tæki sem notar spennta geislun til að framleiða sýnilegt eða ósýnilegt ljós, með flókna uppbyggingu og háar tæknilegar hindranir. Sjónkerfið samanstendur aðallega af dælugjafa (örvunargjafa), ávinningsmiðli (vinnuefni) og ómunaholi og öðrum sjóntækjaefnum. Ávinningsmiðillinn er uppspretta ljóseindamyndunar og með því að gleypa orkuna sem myndast af dælugjafanum, hoppar ávinningsmiðillinn úr jörðu yfir í spennt ástand. Þar sem spennt ástand er óstöðugt, á þessum tíma, mun ávinningsmiðillinn gefa frá sér orku til að fara aftur í stöðugt ástand jarðar. Í þessu ferli orkulosunar framleiðir ávinningsmiðillinn ljóseindir, og þessar ljóseindir hafa mikla samkvæmni í orku, bylgjulengd og stefnu, þær endurspeglast stöðugt í ljósómunarholinu, gagnkvæma hreyfingu, til að magnast stöðugt og að lokum skjóta út leysinum í gegnum endurskinsmerki til að mynda leysigeisla. Sem kjarna sjónkerfi endabúnaðarins, ákvarðar frammistaða leysisins oft beint gæði og kraft úttaksgeisla leysibúnaðarins, er kjarnahluti leysibúnaðarins í endastöðinni.
Dælugjafinn (örvunargjafinn) veitir orkuörvun til ávinningsmiðilsins. Ávinningsmiðillinn er spenntur til að framleiða ljóseindir til að mynda og magna leysirinn. Ómunaholið er staðurinn þar sem ljóseindareiginleikum (tíðni, fasi og aðgerðastefnu) er stjórnað til að fá hágæða ljósgjafa með því að stjórna ljóseindasveiflum í holrýminu. Dælugjafinn (örvunargjafinn) veitir orkuörvun fyrir ávinningsmiðilinn. Ávinningsmiðillinn er spenntur til að framleiða ljóseindir til að mynda og magna leysirinn. Ómunaholið er staðurinn þar sem ljóseindareiginleikar (tíðni, fasi og aðgerðastefna) eru stillt til að fá hágæða ljósgjafa með því að stjórna ljóseindasveiflum í holrýminu.
(3)Flokkun á Laser Source
Hægt er að flokka leysigjafa eftir ávinningsmiðli, úttaksbylgjulengd, rekstrarham og dæluham, sem hér segir
① Flokkun eftir ávinningsmiðli
Samkvæmt mismunandi ávinningsmiðlum er hægt að skipta leysir í fast ástand (þar á meðal fast efni, hálfleiðara, trefjar, blendinga), fljótandi leysira, gasleysis osfrv.
| LaserHeimildTegund | Gain Media | Helstu eiginleikar |
| Solid State Laser Source | Föst efni, hálfleiðarar, ljósleiðarar, blendingar | Fínn stöðugleiki, mikið afl, lítill viðhaldskostnaður, hentugur fyrir iðnvæðingu |
| Liquid Laser Source | Kemískir vökvar | Valfrjálst högg á bylgjulengd, en stór stærð og hár viðhaldskostnaður |
| Gas Laser uppspretta | Lofttegundir | Hágæða leysir ljósgjafi, en stærri stærð og hærri viðhaldskostnaður |
| Ókeypis rafeindaleysisgjafi | Rafeindageisli í ákveðnu segulsviði | Hægt er að ná ofurmiklum krafti og hágæða leysirútgangi, en framleiðslutækni og framleiðslukostnaður er mjög hár |
Vegna góðs stöðugleika, mikils afls og lágs viðhaldskostnaðar, nýtir notkun solid-state leysira algeran kost.
Meðal solid-state leysir hafa hálfleiðara leysir kosti mikillar skilvirkni, lítillar stærðar, langrar líftíma, lítillar orkunotkunar osfrv. Annars vegar er hægt að beita þeim beint sem kjarna ljósgjafa og styðja við leysivinnslu, læknisfræði, samskipta-, skynjunar-, skjá-, vöktunar- og varnarforrit, og hafa orðið mikilvægur grunnur fyrir þróun nútíma lasertækni með stefnumótandi þróunarþýðingu.
Á hinn bóginn er einnig hægt að nota hálfleiðara leysir sem kjarnadæluljósgjafa fyrir aðra leysigeisla eins og solid-state leysir og trefjaleysir, sem ýtir mjög undir tækniframfarir á öllu leysisviðinu. Öll helstu þróuðu lönd heimsins hafa tekið það inn í landsþróunaráætlanir sínar, veitt öflugan stuðning og fengið hraða þróun.
② Samkvæmt dæluaðferðinni
Leysum má skipta í rafdælt, ljósdælt, efnadælt leysi o.s.frv., samkvæmt dæluaðferðinni.
Rafdælt leysir vísar til leysis sem örvað er af straumi, gasleysir eru að mestu spenntir vegna gaslosunar, en hálfleiðara leysir eru að mestu spenntir með strauminndælingu.
Næstum allir solid state leysir og fljótandi leysir eru ljósdælu leysir og hálfleiðara leysir eru notaðir sem kjarna dælu uppspretta fyrir ljósdælu leysir.
Efnafræðilega dældir leysir vísa til leysis sem nota orkuna sem losnar við efnahvörf til að örva vinnuefnið.
③Flokkun eftir rekstrarham
Hægt er að skipta leysigeislum í samfellda leysigeisla og púlslausa eftir notkunarmáta.
Stöðugir leysir hafa stöðuga dreifingu á fjölda agna á hverju orkustigi og geislasviðinu í holrýminu og virkni þeirra einkennist af örvun vinnuefnisins og samsvarandi leysirúttak á samfelldan hátt yfir langan tíma . Stöðugir leysir geta gefið út leysiljós stöðugt í lengri tíma, en varmaáhrifin eru augljósari.
Pulsaðir leysir vísa til tímalengdarinnar þegar leysiraflinu er haldið á ákveðnu gildi og gefa út leysiljós á ósamfelldan hátt, með helstu einkenni lítillar hitauppstreymis og góðs stjórnunar.
④ Flokkun eftir bylgjulengd úttaks
Hægt er að flokka leysigeisla eftir bylgjulengd sem innrauðir leysir, sýnilegir leysir, útfjólubláir leysir, djúpir útfjólubláir leysir, og svo framvegis. Bylgjulengdarsvið ljóss sem hægt er að frásogast af mismunandi uppbyggðum efnum er mismunandi, þannig að leysir af mismunandi bylgjulengdum eru nauðsynlegir fyrir fínvinnslu mismunandi efna eða fyrir mismunandi notkunarsviðsmyndir.Innrauðir leysir og UV leysir eru tveir mest notaðir leysir. Innrauðir leysir eru aðallega notaðir í "hitavinnslu", þar sem efnið á yfirborði efnisins er hitað og gufað upp (uppgufað) til að fjarlægja efnið; í vinnslu þunnfilmu sem ekki er úr málmi, klippa hálfleiðara oblátur, lífrænt glerskurður, borun, merking og önnur svið, mikil orka Á sviði þunnfilmu sem ekki er úr málmi, klippa hálfleiðara oblátur, lífrænt glerskurður, borun, merking, o.s.frv., UV ljóseindir með mikla orku brjóta beint sameindatengin á yfirborði efna sem ekki eru úr málmi, þannig að hægt er að aðskilja sameindirnar frá hlutnum, og þessi aðferð framleiðir ekki mikil hitaviðbrögð, svo hún er venjulega kölluð "kalt" vinnslu“.
Vegna mikillar orku UV ljóseinda er erfitt að búa til ákveðinn samfelldan útfjólublás leysir af miklum krafti með ytri örvunargjafa, þannig að UV leysirinn er almennt myndaður með því að nota ólínuleg áhrif tíðnibreytingaraðferðar á kristalefni, þannig að núverandi er mikið notaður. iðnaðarsvið UV leysir eru aðallega solid-state UV leysir.
(4) Iðnaðarkeðja
Uppstreymis iðnaðarkeðjunnar er notkun á hálfleiðara hráefni, hágæða búnaði og tengdum framleiðslu fylgihlutum til að framleiða leysiskjarna og sjón rafeindabúnað, sem er hornsteinn leysigeirans og hefur háan aðgangsþröskuld. Miðstreymi iðnaðarkeðjunnar er notkun andstreymis leysiflísa og ljósrafeindatækja, einingar, ljóshluta o.s.frv. sem dælugjafa fyrir framleiðslu og sölu á ýmsum leysum, þar á meðal bein hálfleiðara leysir, koldíoxíð leysir, solid-state leysir, trefjaleysir osfrv.; Eftirfarandi iðnaður vísar aðallega til notkunarsviða ýmissa leysigeira, þar á meðal iðnaðarvinnslubúnaðar, LIDAR, ljósfjarskipta, læknisfræðilegrar fegurðar og annarra notkunariðnaðar.
①Birgjar í andstreymi
Hráefnin í andstreymisvörur eins og hálfleiðara leysirflögur, tæki og einingar eru aðallega ýmis flísefni, trefjaefni og vélrænir hlutar, þar á meðal undirlag, hitakökur, efni og húsnæðissett. Flísvinnslan krefst hágæða og frammistöðu hráefna í andstreymi, aðallega frá erlendum birgjum, en staðsetningin eykst smám saman og ná smám saman sjálfstæðri stjórn. Frammistaða helstu andstreymis hráefna hefur bein áhrif á gæði hálfleiðara leysirflísa, með stöðugum framförum á frammistöðu ýmissa flísefna, til að bæta árangur af vörum iðnaðarins gegna jákvæðu hlutverki við að kynna.
②Miðstraumsiðnaðarkeðja
Hálfleiðara leysir flís er kjarnadæla ljósgjafi ýmissa tegunda leysis í miðstraumi iðnaðarkeðjunnar og gegnir jákvæðu hlutverki við að stuðla að þróun miðstraums leysis. Á sviði miðstraumsleysis eru Bandaríkin, Þýskaland og önnur erlend fyrirtæki ráðandi, en eftir hraðri þróun innlends leysigeislaiðnaðar á undanförnum árum hefur miðstraumsmarkaður iðnaðarkeðjunnar náð hraðri staðgöngu innanlands.
③ Iðnaðarkeðja niðurstreymis
Eftirstreymisiðnaðurinn hefur stærra hlutverk í að stuðla að þróun iðnaðarins, þannig að þróun niðurstreymisiðnaðarins mun hafa bein áhrif á markaðsrými iðnaðarins. Stöðugur vöxtur hagkerfis Kína og tilkoma stefnumótandi tækifæra fyrir efnahagslega umbreytingu hafa skapað betri þróunarskilyrði fyrir þróun þessa iðnaðar. Kína er að færast frá framleiðslulandi til framleiðslustöðvar, og leysir og leysir í straumnum eru einn af lykillunum að uppfærslu framleiðsluiðnaðarins, sem veitir gott eftirspurnarumhverfi fyrir langtíma umbætur á þessum iðnaði. Kröfur niðurstreymisiðnaðarins um frammistöðuvísitölu hálfleiðara leysiflísa og tækja þeirra eru að aukast og innlend fyrirtæki fara smám saman inn á háa orkuleysismarkaðinn frá lágaflisleysismarkaði, þannig að iðnaðurinn verður stöðugt að auka fjárfestingu á sviði tæknirannsókna og þróun og sjálfstæðri nýsköpun.
2. Hálfleiðara leysir iðnaður þróun staða
Hálfleiðara leysir hafa bestu orkubreytingarnýtni meðal alls konar leysira, annars vegar er hægt að nota þá sem kjarnadælugjafa ljósleiðaraleysis, solid-state leysira og annarra ljósdæluleysis. Á hinn bóginn, með stöðugri byltingu hálfleiðara leysitækni hvað varðar orkunýtni, birtustig, líftíma, fjölbylgjulengd, mótunarhraða osfrv., eru hálfleiðara leysir mikið notaðir í efnisvinnslu, læknisfræði, sjónsamskiptum, sjónskynjun, vörn, o.s.frv. Samkvæmt Laser Focus World er áætlað að heildartekjur díóðaleysis á heimsvísu, þ.e. hálfleiðara leysira og ódíóða leysira, verði 18.480 milljónir Bandaríkjadala árið 2021, þar sem hálfleiðara leysir eru 43% af heildartekjunum.
Samkvæmt Laser Focus World mun heimsmarkaðurinn fyrir hálfleiðara leysir verða 6.724 milljónir Bandaríkjadala árið 2020, sem er 14,20% aukning frá fyrra ári. Með þróun alþjóðlegrar upplýsingaöflunar, vaxandi eftirspurn eftir leysum í snjalltækjum, rafeindatækni, nýrri orku og öðrum sviðum, auk áframhaldandi stækkunar á lækninga-, snyrtibúnaði og öðrum nýjum forritum, er hægt að nota hálfleiðara leysira sem dælugjafa. fyrir ljósdæluleysistæki og markaðsstærð þess mun halda áfram að viðhalda stöðugum vexti. 2021 heimsmarkaðsstærð hálfleiðara leysir 7,946 milljarðar dala, markaðsvöxtur 18,18%.
Með sameiginlegri viðleitni tæknisérfræðinga og fyrirtækja og sérfræðinga hefur hálfleiðara leysigeislaiðnaðurinn í Kína náð ótrúlegri þróun, þannig að hálfleiðara leysiriðnaðurinn í Kína hefur upplifað ferlið frá grunni og upphaf frumgerð hálfleiðara leysiriðnaðar Kína. Undanfarin ár hefur Kína aukið þróun leysigeirans og ýmis svæði hafa verið helguð vísindarannsóknum, tækniaukningu, markaðsþróun og byggingu leysigeislaiðnaðargarða undir forystu ríkisstjórnarinnar og samvinnu leysifyrirtækja.
3. Framtíðarþróunarþróun leysiriðnaðar Kína
Í samanburði við þróuð lönd í Evrópu og Bandaríkjunum er leysitækni Kína ekki seint, en í beitingu leysitækni og háþróaðrar kjarnatækni er enn töluvert bil, sérstaklega andstreymis hálfleiðara leysir flís og aðrir kjarnahlutir eru enn. háð innflutningi.
Þróuðu löndin sem Bandaríkin, Þýskaland og Japan eru fulltrúar fyrir hafa í grundvallaratriðum lokið við að skipta út hefðbundinni framleiðslutækni á sumum stórum iðnaðarsviðum og komu inn á tímum "léttrar framleiðslu"; Þrátt fyrir að þróun leysirforrita í Kína sé hröð, er skarpskyggnihlutfallið enn tiltölulega lágt. Sem kjarna tækni iðnaðaruppfærslu mun leysigeirinn halda áfram að vera lykilsvæði landsstuðnings og halda áfram að auka umfang notkunar og að lokum efla framleiðsluiðnað Kína til "léttrar framleiðslu" tímabils. Frá núverandi þróunaraðstæðum sýnir þróun leysiriðnaðar Kína eftirfarandi þróunarþróun.
(1) Hálfleiðara leysirflís og aðrir kjarnahlutar átta sig smám saman á staðsetningu
Taktu trefjar leysir sem dæmi, hár afl trefjar leysir dæla uppspretta er aðal notkunarsvæði hálfleiðara leysir, hár afl hálfleiðara leysir flís og eining er mikilvægur hluti af trefjum leysir. Á undanförnum árum hefur ljósleiðara leysigeislaiðnaðurinn í Kína verið á örum vaxtarstigi og staðsetningin eykst ár frá ári.
Hvað varðar skarpskyggni á markaði, á leysirmarkaðnum fyrir lágt afl trefja, náði markaðshlutdeild innlendra leysira 99,01% árið 2019; á meðalafli trefjaleysismarkaði hefur skarpskyggni innlendra leysira verið haldið í meira en 50% á undanförnum árum; staðsetningarferli öflugra trefjaleysis fleygir einnig smám saman fram, frá 2013 til 2019 til að ná „frá grunni“. Staðsetningarferli stórvirkra trefjaleysis fleygir einnig smám saman, frá 2013 til 2019, og hefur náð 55,56% skarpskyggnihlutfalli og búist er við að innlend skarpskyggnihlutfall aflmikilla trefjaleysis verði 57,58% árið 2020.
Samt sem áður eru kjarnaíhlutir eins og aflhálfleiðara leysirflögur enn háðir innflutningi og smám saman er verið að staðsetja andstreymishluta leysir með hálfleiðara leysiflögum sem kjarna, sem annars vegar bætir markaðsskala andstreymishluta í innlendir leysir, og á hinn bóginn, með staðsetningu uppstreymis kjarnahluta, getur það bætt getu innlendra leysiframleiðenda til að taka þátt í alþjóðlegri samkeppni.
(2) Laser forrit komast hraðar og breiðari í gegn
Með hægfara staðsetningu ljósrafeindahluta í andstreymiskjarna og smám saman lækkun kostnaðar við notkun leysis mun leysir komast dýpra inn í margar atvinnugreinar.
Annars vegar, fyrir Kína, passar leysirvinnsla einnig inn í tíu bestu notkunarsvæðin í framleiðsluiðnaði í Kína og búist er við að notkunarsvið leysirvinnslu verði stækkað enn frekar og markaðssviðið verði stækkað frekar í framtíðinni. Á hinn bóginn, með stöðugri útbreiðslu og þróun tækni eins og ökumannslauss, háþróaðs aðstoðaraksturskerfis, þjónustumiðaðs vélmenna, þrívíddarskynjunar o.s.frv., verður því meira beitt á mörgum sviðum eins og bifreiðum, gervigreind, rafeindatækni fyrir neytendur. , andlitsþekking, sjónsamskipti og landvarnarannsóknir. Sem kjarnabúnaður eða hluti af ofangreindum leysirforritum mun hálfleiðara leysirinn einnig fá hraða þróunarrými.
(3) Meira afl, betri geisla gæði, styttri bylgjulengd og hraðari tíðnistefnuþróun
Á sviði iðnaðarleysis hafa trefjaleysir náð miklum framförum hvað varðar framleiðsla, gæði geisla og birtustig síðan þeir voru kynntir. Hins vegar getur meiri kraftur bætt vinnsluhraða, hámarkað vinnslugæði og stækkað vinnslusviðið til stóriðjuframleiðslu, í bílaframleiðslu, flugvélaframleiðslu, orku, vélaframleiðslu, málmvinnslu, smíði járnbrautaflutninga, vísindarannsóknum og öðrum notkunarsviðum í skurði. , suðu, yfirborðsmeðferð o.s.frv., Krafa um leysir í trefjum heldur áfram að aukast. Samsvarandi tækjaframleiðendur þurfa stöðugt að bæta afköst kjarnatækja (eins og hágæða hálfleiðara leysir flís og ávinnings trefjar), aukning á trefjum leysir afl krefst einnig háþróaðrar leysimótunartækni eins og geislasamsetning og aflmyndun, sem mun koma með nýjar kröfur og áskoranir til framleiðenda hágæða hálfleiðara leysirflísa. Að auki er styttri bylgjulengdir, fleiri bylgjulengdir, hraðari (ofurhröð) leysirþróun einnig mikilvæg stefna, aðallega notuð í samþættum hringrásarflögum, skjáum, rafeindatækni, geimferðum og annarri nákvæmni örvinnslu, svo og lífvísindum, læknisfræði, skynjun og öðrum sviðum setti hálfleiðara leysirflísinn einnig fram nýjar kröfur.
(4) fyrir hár máttur leysir optoelectronic hluti eftirspurn eftir frekari vexti
Þróun og iðnvæðing háþróaðs trefjaleysis er afleiðing samverkandi framfara iðnaðarkeðjunnar, sem krefst stuðnings kjarna sjónræna íhluta eins og dælugjafa, einangrunarbúnaðar, geislaþykkni osfrv. trefjaleysir eru grunnurinn og lykilþættirnir í þróun þess og framleiðslu og stækkandi markaður fyrir aflmikinn trefjaleysi knýr einnig markaðseftirspurnina eftir kjarnaíhlutum eins og aflmiklum hálfleiðara leysiflögum. Á sama tíma, með stöðugri endurbótum á innlendri trefjaleysitækni, hefur innflutningsskipti orðið óumflýjanleg þróun, leysir markaðshlutdeild í heiminum mun halda áfram að batna, sem einnig færir mikla möguleika fyrir staðbundinn styrk framleiðenda ljósrafa íhluta.
Pósttími: Mar-07-2023
