I. اصول و مزایای فنی اصلی
هسته یک لیزر دیسکی در محیط بهره آن قرار دارد-کریستالی به شکل دیسک-(مانند Yb:YAG) که معمولاً فقط حدود 0.1 میلی متر ضخامت دارد. این ساختار هندسی بسیار نازک اجازه می دهد تا گرما به سرعت به صورت محوری به هیت سینک در پشت هدایت شود، و به طور موثری از "اثر عدسی حرارتی" ناشی از توزیع ناهموار دما در لیزرهای میله ای سنتی جلوگیری کرده و در نتیجه کیفیت پرتو عالی را تضمین می کند. در کاربردهای لیزر فوق سریع، لیزرهای دیسکی میتوانند جوشکاری، سوراخکاری و برش را با دقت میکرومتر- انجام دهند. حداقل تاثیر گرما در طول پردازش به آنچه به عنوان "فرآوری سرد" شناخته می شود، می رسد.
II. پیشرفتهای پیشرفته-تحقیقات و عملکرد
در تحقیقات علمی، لیزرهای دیسک فوق سریع{0} محرک های ایده آل برای تولید پالس های آتوثانیه و منابع نور فرابنفش شدید (XUV) با شار بالا هستند. در سال های اخیر تیم های تحقیقاتی داخلی و بین المللی بارها رکوردهای جدیدی را در افزایش میانگین توان و انرژی پالس خود ثبت کرده اند. برای مثال، برخی از تیم ها بیش از 200 میلی ژول خروجی لیزر پیکوثانیه با سرعت تکرار 1 کیلوهرتز از طریق فناوری ابتکاری خنک کننده مستقیم مایع و ساختارهای پمپ چند{6}}به دست آورده اند. تحقیقات دیگر با استفاده از آرایه های آینه ای ویژه و آینه های جذب اشباع نیمه هادی (SESAM) یک رکورد جدید نوسانگر با توان متوسط 550 وات به ثبت رسانده است. این سیستمهای لیزری با سرعت{10}تکرار{11}}بالا{12}}فوقالعاده{13}}پر انرژی، منابع نور قدرتمندی را برای تحقیقات پیشرفته{14} در فیزیک آتوثانیه، صاعقهگیرهای لیزری و دینامیک فوتوالکترون سطحی ارائه میکنند.
III. سناریوهای کاربردی صنعتی اصلی
در تولید صنعتی، لیزرهای دیسک فوق سریع-به شدت چندین صنعت نوظهور استراتژیک را قدرتمند میکنند:
انرژی های نو و خودروسازی: در بخش خودروهای الکتریکی (EV)، لیزرهای دیسکی به طور گسترده برای جوشکاری اتصال باتری مواد بسیار بازتابنده مانند مس و آلومینیوم استفاده می شود. استحکام اتصال می تواند به 95٪ از مواد پایه بدون پاشش برسد، و کاملاً با پردازش دقیق صفحات خنک کننده مایع و شینه های مسی سازگار است.
هوافضا: آنها برای سوراخ کردن سوراخ های خنک کننده در تیغه های توربین سوپرآلیاژی مبتنی بر نیکل-به کار می روند که به طور قابل توجهی کارایی موتورهای هوا را بهبود می بخشد و از ساخت- نسل بعدی سازه های بدنه هواپیما پشتیبانی می کند.
نیمه هادی ها و نمایشگرهای جدید: لیزرهای دیسک نانوثانیهای UV پرقدرت میتوانند از فرآیندهای حیاتی مانند لیفت-خاموش لیزری (LLO) و بازپخت لیزر اگزایمر (ELA) پشتیبانی کنند و به پردازش دقیق پانلهای OLED و ویفرهای نیمهرسانا کمک کنند. علاوه بر این، آنها به عنوان یک مسیر فناوری جایگزین اصلی برای منابع نوری لیتوگرافی نسل بعدی EUV عمل می کنند.
مواد تخصصی و تجهیزات پزشکی: آنها پردازش بسیار کارآمد پلیمرهای تقویتشده با فیبر کربن (CFRP) را با آسیبهای حرارتی ناچیز ممکن میسازند. در زمینه پزشکی، از آنها برای تولید استنت های کرونر با ویژگی های زیر 50 میکرون استفاده می شود که زیست سازگاری را افزایش می دهد.
IV. فرآیند صنعتی سازی و چشم انداز بازار
بازار جهانی لیزر دیسک فوق سریع{0}}در حال رشد سریعی است و پیشبینی میشود تا سال 2029 به 700 میلیون دلار برسد. با این حال، در سال های اخیر، شرکت های چینی به پیشرفت های خود در این بخش سرعت بخشیده اند. شرکتهای داخلی مانند Suzhou Zhonghui Laser با موفقیت بر فناوری لیزر دیسک هسته تسلط یافته و به تولید انبوه صنعتی دست یافتهاند. آنها لیزرهای فمتوثانیه کیلوواتی و پلتفرمهای لیزر سبز و UV با قدرت-کیلووات را راهاندازی کردهاند. این پیشرفتها نه تنها به صدها میلیون یوان در ارزش خروجی در پردازش دقیق صنعتی دست یافتهاند، بلکه راهحلهای منبع نور مستقل و قابل کنترل را برای پروژههای استراتژیک ملی بزرگ مانند منابع نور داخلی EUV و همجوشی هستهای کنترلشده ارائه کردهاند. با نگاهی به آینده، با پیشرفتها در هیبریداسیون و طراحی مدولار لیزرهای فیبر، آستانه کاربرد لیزرهای دیسکی بیشتر کاهش مییابد و چشمانداز توسعه گستردهتری را ایجاد میکند.
