工业激光产业未来发展态势分析!
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【激光加工】激光具有高相干性、方向性、高强度的特质,很容易获得很高的光通量密度,将强的激光束聚焦到介质上,利用激光束与物质相互作用的过程来改变物质的性质,这就是激光加工。激光加工技术随着光、机电、材料、计算机、控制技术的发展已经逐步发展成为一项新的加工技术。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源、公害小、远距离加工、自动化加工等显著优点,对提高产品质量和劳动生产率、实现加工过程自动化、消除污染、减少材料消耗等的作用愈来愈重要。激光加工主要应用在电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、医疗器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、烟草、航空航天等行业,而且应用范围越来越扩大,在激光打孔、激光毛化、激光切割、激光焊接、激光热处理、激光打标、激光雕刻等方面已得到广泛应用。
1999年世界激光产品销售约49亿美元, 约合人民币400亿元。
1996年至2000年,全球激光加工系统的销售额以年均13%的增长率增长,而半导体激光器、全固化固体激光器、准分子激光器加工系统增长更快,达23%,这反映出微电子工业、通讯工业及微光机电一体化系统的发展需要非常崭新的加工手段来满足制造上的需求。从激光加工系统应用来看,以1999年的应用为例:销售额的30%用于激光切割、29%用于激光标记、15%用于激光微加工,13%用于激光焊接、其它应用占9%。
全固态激光器将取代传统激光器
以激光晶体和非线性光学晶体以及大功率半导体激光器为基础的全固态激光器以其优异的性能,将取代传统激光器市场,并不断开拓新的重大应用领域。以全固态激光器为光源的激光全色显示,能够提供**接近自然色彩的大屏幕显示,将占领平板显示的高端市场。高平均功率紫外、深紫外全固态激光器,将开拓出深紫外波段科学研究新领域,并成为推动纳米光刻、微机械成型的关键技术。高能全固态激光器在同位素分离裂变核材料、惯性约束核聚变电站激光“点火”等方面具有极重要的应用前景,关系到国家的能源战略。高平均功率全固态激光器、深紫外至中红外波段宽调谐全固态激光器等将在战术、战略武器应用领域发挥越来越大的作用。
全固态激光器的发展方向大体为:微/小/中型器件沿着多样化、智能化、产业化方向发展,大功率器件将向高平均功率/高光束质量发展,而战略性应用的高能全固态激光器将得到特别加强而开发出更多新技术,如目前正待发展的热容运转技术和功率合成技术。
大功率半导体激光器及其阵列将成为新型高能激光源
获得大功率半导体激光器及其阵列的方案主要有三种,一是通过将端发射的大功率半导体激光器拼装成光子组合快LSA、Stack、manifold及其阵列,这一方案目前已可以获得10万瓦量级的总功率;二是采用DBR二次折射光栅、曲形谐振腔和45o内腔微反射镜面阵技术,该方案目前已可以获得单片1000瓦准连续工作的表面激射大功率激光器列阵,可用于100公里以上的远程激光雷达;三是采用光纤激光器方案,可实现1000瓦级单模光纤激光器。未来10-20年,随着半导体激光器功率和光束质量的提高,以及光子组合技术的不断改进,半导体激光器的能量密度会有数量级的提高。半导体激光器将会在激光核聚变、激光雷达、激光武器、光电对抗核激光材料加工等众多领域得到广泛应用,成为一种新型的简便的高能激光器。
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