طول موج نور آبی در باند 400 ~ 500 نانومتر قرار دارد و یکی از مهمترین ویژگی های نور در این باند این است که به راحتی توسط مواد بسیار ضد فلزی مانند مس جذب می شود. نرخ جذب نور آبی توسط فلزات بسیار بازتابنده مانند مس 5-10 برابر بیشتر از لیزرهای مادون قرمز رایج است. این ویژگی که کیفیت و راندمان پردازش بالاتری را برای فلزات با انعکاس زیاد امکان پذیر می کند، منجر به افزایش شدید تقاضا در بازار برای لیزرهای نور آبی شده است.
محرک های اصلی رشد تقاضا برای نور آبی
بدون شک، بزرگترین نیروی محرکه رشد تقاضای نور آبی در زمینه تولید باتری لیتیومی است.
تحت روند کلی صرفه جویی در انرژی، حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار، وسایل نقلیه با انرژی جدید، عمدتاً وسایل نقلیه الکتریکی، به تدریج جایگزین وسایل نقلیه سوختی می شوند. وسایل نقلیه جدید انرژی در حال حاضر یک نیروی جدید غیرقابل توقف در بازار هستند. داده های وزارت صنعت و فناوری اطلاعات در سال 2023 در ابتدای سال نشان داد که خودروهای انرژی جدید چین در سال 2022 به رشد انفجاری خود ادامه دادند و برای هشت مرتبه متوالی رتبه اول جهان را حفظ کردند. سالها، و نرخ نفوذ بازار به رکورد جدیدی رسید. اوایل امسال در ماه جولای، بیست میلیونمین خودروی جدید انرژی تولید شده در چین از خط تولید گوانگژو خارج شد! انتظار می رود چین اولین کشور در جهان باشد که از مرز فروش سالانه 10 میلیون خودروی جدید انرژی عبور می کند.
رشد مداوم در تولید و فروش وسایل نقلیه الکتریکی، به دلیل رشد سریع بازار باتریهای لیتیومی. صنعت باتری های برق چین همچنان در جهان پیشتاز است، 70 درصد باتری های برق در چین ساخته می شود.
در ساخت باتریهای لیتیومی، پیوندهای زیادی در جوشکاری مس، آلومینیوم و سایر مواد ضد فلز بالا، مانند جوشکاری تیرک، جوشکاری پوسته باتری مربعی نقش دارند. که بیشتر در باتری های مربعی استفاده می شود، استفاده از قطعات جوش لیزری اکثر انواع باتری ها است. در مقایسه با نور مادون قرمز رایج، جوشکاری نور آبی می تواند بدون پاشش، بدون تخلخل، سازگاری جوش نتایج جوش خوبی را به دست آورد، که باعث می شود تقاضای بازار برای نور آبی بی سابقه باشد.
علاوه بر نیروی محرکه عظیم کاربردهای صنعتی، لیزرهای نور آبی را می توان در درمان های پزشکی، تشخیص زیر آب، روشنایی، نمایش و سایر زمینه ها نیز مورد استفاده قرار داد و تقاضای آشکار در این زمینه ها نیز باعث توسعه فناوری لیزر نور آبی شده است. تا حدی
فناوری اصلی لیزر آبی
فناوری اصلی لیزر نور آبی تراشه تک لوله ای نور آبی است.
تراشه های نیمه هادی نور آبی معمولاً بر اساس موادی مانند InGaN/AlGaN/GaN و غیره هستند و پس از رشد اپیتاکسیال، فرآیند جریان ویفر، درمان سطح حفره، بسته بندی و سایر فرآیندها به محصولات تک لوله ای قابل استفاده تبدیل می شوند.
در حال حاضر، سطح توان لوله های تک نور آبی تجاری موجود 5 وات است که توانایی دستیابی به حدود 10 وات در آزمایشگاه را دارند. تولیدکنندگان زیادی وجود ندارند که بتوانند تراشههای تک لولهای نور آبی را ارائه کنند، اگرچه برخی تولیدکنندگان داخلی متخصص در این زمینه هستند، اما در حال حاضر هنوز چند شرکت آلمانی و ژاپنی در جایگاه غالب قرار دارند که آلمان ams OSRAM یکی از آنهاست.
در 2023 نمایشگاه نوری شانگهای مونیخ، مجله دنیای لیزر این افتخار را داشت که با خانم جی شیا، مدیر ارشد بخش مهندسی راه حل سیستم ams OSRAM مصاحبه کند. او گفت، در حال حاضر، ams OSRAM دارای یک خط تولید کامل از تولید تراشه لیزری تا بسته بندی است و بالاترین توان خروجی تک لوله تجاری آبی نور ارائه شده در حال حاضر 5 وات است. ams OSRAM دارای قابلیت فرآیندی عالی برای تولید محصولات تک لوله نور آبی با عملکرد پایدار است که یکی از مزایای اصلی ams OSRAM است که میتواند بر حوزه تراشههای لیزر نور آبی تسلط داشته باشد.
کاربردهای نور آبی همچنان در حال گسترش هستند
شیا جی در مورد کاربرد نور آبی گفت: سطح توان 5 واتی تک لوله ای نور آبی برای پاسخگویی به تقاضای قدرت بالاتر برای پردازش صنعتی کافی نیست، بنابراین محصولات تک لوله ای بیشتری با هم ترکیب می شوند، پس از ترکیب پرتو نوری و پردازش دیگر، به منظور دستیابی به قدرت بالاتر می تواند برای پردازش صنعتی منبع نور آبی استفاده شود.
با نگاهی به صنعت نیمه هادی، پیچیدگی بسیار زیاد است، که بسیار شبیه به چالش های پیش روی صنعت فوتونیک است. مانند صنعت فوتونیک، صنعت نیمه هادی به سرمایه گذاری هنگفت در تحقیق و توسعه ادامه می دهد. در واقع، در سال 2021، صنعت نیمه هادی ها 71 میلیارد دلار برای تحقیق و توسعه هزینه می کند که از نظر هزینه های تحقیق و توسعه در همه صنایع رتبه دوم را در جهان دارد.
در این نمایشگاه، ams OSRAM نمونههای ماژول لیزر آبی 30 وات، 100 وات را بر اساس مجموعه تراشه لیزر آبی نشان داد، یعنی ترکیبی از چند تراشه تک لولهای، از طریق خروجی کوپلینگ فیبر، برای دستیابی به بیشتر یا مساوی 30 وات، توان خروجی 100 وات و رسیدن به روشنایی بالا و چگالی توان بالا، که می تواند برای کارهای پردازش دقیق استفاده شود.
نور آبی بهعنوان منبع نور برای برخی از جراحیهای کم تهاجمی، پیشگام نوآوریهای جدید در زمینه آسیبهای جراحی، کاهش اسکار و درد بیمار خواهد بود. گزارش شده است که تعدادی از سازمان ها در حال انجام تحقیقات و مطالعات عمیق در مورد کاربردهای پزشکی نور آبی هستند و ams OSRAM منابع نور آبی را در اختیار آنها قرار می دهد.
گزارش شده است که در نوامبر 2011، اولین بیمارستان وابسته دانشگاه Xi'an Jiaotong اولین تجهیزات جراحی لیزر آبی جهان را با توان خروجی 200 وات معرفی کرد که در لیزر انوکلیشن تومورهای مثانه برای تخلیه تومور استفاده می شود.
ams OSRAM همچنین یک ماژول حکاکی لیزری را بر اساس مونتاژ تراشه لیزر آبی نشان داد، ماژول می تواند توان خروجی 20W، 30W، 40W، 50W، اندازه نقطه خروجی 50μm × 70μm ~ 80μm × 110μm، فاصله کانونی ~5020 را ارائه دهد. بین اختیاری این ماژول نور آبی را می توان برای دستگاه حکاکی خانگی DIY، مناسب برای حکاکی فلز، چوب، کاغذ، چرم، پلاستیک و بسیاری از مواد دیگر استفاده کرد. همچنین می تواند چوب، کاغذ و چرم را با ضخامت کمتر از 5 میلی متر برش دهد. هنگامی که اندازه نقطه 50μm × 70μm و قدرت 40 وات است، می تواند حکاکی با دقت بالا را روی سطح برنج با ضخامت 1 سانتی متر انجام دهد. هنگامی که فاصله کانونی 50 میلی متر است، می تواند فلز را حکاکی کند و چوب را برش دهد.
برای کاربردهای پردازش صنعتی که نیاز به لیزر آبی با توان بالاتر دارند، طول موج خروجی 445 نانومتر برای کاربردهای جوشکاری، روکش کاری و ساخت افزودنی مس، طلا و سایر مواد فلزی مناسب است. همچنین می توان چندین لیزر آبی را با هم انباشته و ترکیب کرد تا به قدرت کیلووات یا حتی محصولات ماژول نور آبی بالاتر دست یابد که برای بزرگترین مناطق کاربرد - تولید باتری لیتیومی در انواع مس، آلومینیوم و سایر مواد ضد خوردگی بالا پیوند جوش، برای اطمینان از کیفیت پردازش در همان زمان، برای دستیابی به راندمان پردازش بالاتر.
علاوه بر کاربرد جوشکاری مس و سایر مواد بسیار ضد مواد، روکش لیزری مس و تولید مواد افزودنی، همچنین یک منطقه کاربردی مهم نور آبی است.
روند آینده، رویداد آینده، روندی که در آینده پیش خواهد رفت
از نقطه نظر تقاضای بازار آینده، برای تولید باتری لیتیومی خودروهای انرژی جدید در جوشکاری مس و سایر مواد غیر آهنی، هنوز یکی از زمینه های اصلی کاربرد لیزر آبی است. باتریهای لیتیومی در شاخهها، شینهها، پوشش بالایی، ماژولها و بسیاری از پیوندهای جوشکاری دیگر، تقاضای زیاد برای آببندی، زیباییشناسی، کارایی جوش و سایر شاخصها، لیزر آبی را به سمت قدرت بالاتر و جهت کیفیت پرتو بهتر سوق میدهد. این امر باعث ارتقای بیشتر صنعت در سطح فنی می شود که متعهد به محصولات تک لوله ای آبی با قدرت بالاتر است، طبق گفته Xia Jie نشان داد که ams OSRAM در توسعه یک لوله آبی تجاری با قدرت بالاتر بوده است.
علاوه بر افزایش قدرت تک لوله آبی، آرایه تک لوله با هم ترکیب می شود، از طریق روش پرتو ترکیبی، قادر به دستیابی به قدرت کیلووات، صنعت قدرت تا 4 کیلو وات محصولات نور آبی را گزارش کرده است، و کیفیت پرتو خوب بنابراین، با توجه به تقاضای بازار، فناوری پرتو ترکیبی نور آبی دستاوردهای جدید بیشتری ایجاد خواهد کرد.
منبع نور آبی با قدرت بالاتر، روشنایی بالاتر، تولید اصلی لیتیوم در کیفیت و کارایی پردازش، به سطح جدیدی خواهد بود. ظهور منبع نور آبی با کارایی بالاتر، همچنین خارج از پردازش صنعتی طیف وسیع تری از زمینه ها خواهد بود، برای توسعه کاربردهای در حال ظهور بیشتر، مانند لیزر آبی و نور قرمز، سنتز سه رنگ نور سبز، تشکیل نور سفید لیزری روشنایی، برای دستیابی به رنگ نمایشی پر جنب و جوش تر، روشن تر و کم مصرف تر، می تواند در صفحه تلویزیون استفاده شود.
ترجمه شده با www.DeepL.com/Translator (نسخه رایگان)
