مقدمة من CO2 L aser
اخترع ليزر ثاني أكسيد الكربون من قبل C. Kumar N. Patel في Bell Labs في عام 1964 وهي تقنية قديمة في صناعة الإلكترونيات الضوئية المتغيرة باستمرار. على الرغم من طول الفترة الزمنية ، تستمر تقنية ليزر ثاني أكسيد الكربون في الازدهار في السوق من خلال الطول الموجي الفريد والطاقة والنقاء الطيفي.
Becau se العديد من المواد الطبيعية والمواد الاصطناعية لديها قمم امتصاص قوية في 9 ~ 12μm ، والذي يحدث ليكون الفرقة الطول الموجي للطول الموجي الناتج من أشعة الليزر CO2 ، والذي يوفر الكثير من الفرص لأشعة ليزر CO2 في معالجة المواد وتحليل الطيفية. يتم تضمين هذا النطاق أيضًا في نافذة الإرسال الجوي وبالتالي فهو مثالي للعديد من تطبيقات الاستشعار عن بُعد والمدى. يتكون ليزر ثاني أكسيد الكربون النموذجي من خلال تصريف الغاز من غاز مختلط يحتوي على جزيئات ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن مستويات طاقة الاهتزاز الجزيئي والدوران قريبة جدًا ، فإن الفوتونات الناتجة عن انتقال جزيئات ثاني أكسيد الكربون بين مستويات الطاقة هذه تكون أقل في الطاقة وأطول في الطول الموجي عن الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء القريبة.
تتوفر ليزر ثاني أكسيد الكربون في نطاقات الطاقة من مللي واط إلى عشرات الآلاف من واط ويمكن استخدامها لتصنيع الأجهزة وكذلك لقطع قوية. نظرًا لأن ليزر ثاني أكسيد الكربون يحتوي على درجة نقاء طيفية عالية ، حيث يصل عرض الخطوط إلى 1 كيلو هرتز دون التضحية بالقدرة ، يمكن أن تصل كفاءة التحويل إلى 10٪. هذه الميزات تجعل ليزر ثاني أكسيد الكربون مناسبًا للتطبيقات الجديدة في معالجة المواد ، ومدى الليزر والرادار ، ومساعدة رؤية الصور الحرارية ، والتطبيقات الطبية المستهدفة.
منذ اختراعها منذ عقود ، تم استخدام عدد لا يحصى من ليزر ثاني أكسيد الكربون في البحث الطبي والتصنيع والبحث العلمي ، بدءًا من الطباعة الرقمية المكونة من 4 أرقام على خط إنتاج زجاجات المياه المعدنية عالي السرعة في الصين إلى لحام قطع غيار سيارات مرسيدس بنز في ألمانيا. وحتى اليوم ، عندما تتآكل أشعة الليزر الليزرية في السوق الكبيرة لأشعة ليزر ثاني أكسيد الكربون ، ولا تعمل أشعة الليزر الكمومية على اختراق مجال الابتكار ، إذا كانت ليزر ثاني أكسيد الكربون تتجه نحو مناطق مخصصة ، فستظل تستخدم على نطاق واسع في السوق.
منافسة التحدي
على الرغم من هذه المزايا طويلة الأجل ، واجه ليزر ثاني أكسيد الكربون تحديات في بعض المناطق. وسعت أشعة الليزر الليزرية وأشعة الليزر المتتالية إلى العديد من التطبيقات التي كانت تهيمن عليها في السابق أشعة ليزر ثاني أكسيد الكربون.
في التطبيقات الصناعية ، توفر ليزر الألياف عالية الطاقة كفاءة أعلى ، ويمكن امتصاص الطاقة بشكل أفضل بواسطة المواد المعدنية ، وأكثر فعالية من حيث التكلفة. ومع ذلك ، لا تزال ليزرات ثاني أكسيد الكربون هي الطريقة الوحيدة لمعالجة العديد من المواد غير المعدنية لأن هذه المواد لا تمتص الطول الموجي القريب من أشعة الليزر لألياف الليزر.
تستطيع أجهزة الليزر التسلسلية الكمية إنتاج أطوال موجية في المدى من 2 إلى 12 ميكرون وتكون أكثر إحكاما ، مما يجعلها أداة مهمة في تطبيقات التحليل الطيفي. ومع ذلك ، تتطلب العديد من التطبيقات الصناعية والطبية للاستشعار ، الحساسة في نطاق الأشعة تحت الحمراء ذي الموجة الطويلة من 8 إلى 12 ميكرون ، طاقة أعلى ونقاء طيفي أفضل وتماسك ممتاز وأنماط مكانية مستقرة. هذه ليست سوى ليزر ثاني أكسيد الكربون. التوصل.
بالإضافة إلى التحديات التقنية ، أدت صناعة الليزر المتوسعة في الصين أيضًا إلى انخفاض الأسعار وانخفاضها. أصبحت ليزرات ثاني أكسيد الكربون القياسية سريعة التسويق مع وجود عوائق أمام الدخول وانخفاض حاد في الأرباح. قبل ثلاث سنوات ، اشترت الشركات الصينية أشعة ليزر 30W من صنع الولايات المتحدة مقابل 4500 دولار ؛ الآن ، توجد ليزرات ثاني أكسيد الكربون المحلية في السوق ، مما يؤدي إلى انخفاض الأسعار إلى 2000 دولار.
هذه العوامل تمثل نهاية عصر "القائم على السعر". في عصر التسعير على أساس الأسعار ، تنتج الشركة أشعة الليزر مع متوسط قوة محدد ويمكن تطبيقها في مجالات متعددة. السعر يتناسب مع القوة الكهربائية. مع هذه الاستراتيجية ، تقدم بعض الشركات الناجحة للغاية مثل Synrad و Coherent و Rofin مجموعة من ليزر ثاني أكسيد الكربون تتراوح من بضع واط إلى عشرات الآلاف من واط ، والتي تسمح أيضًا ليزر ثاني أكسيد الكربون في مصانع معالجة البلاستيك وعيادات الأسنان وخطوط تجميع الهواتف المحمولة ، الخ. وقد تم استخدام هذا المجال على نطاق واسع.
على الرغم من أن ليزر ثاني أكسيد الكربون قد انتهى كـ "حل واحد يناسب الجميع لجميع التطبيقات" ، مع ظهور مواد جديدة ومتطلبات معالجة علمية وصناعية متزايدة على نحو متزايد ، فإن هذه تتطلب ليزرًا جديدًا مخصصًا يتطلب ليزرًا حقيقيًا. يحتوي عرض القيمة على فهم تقني أعمق ويتطلب طريقة مختلفة تمامًا لتصنيع ليزر ثاني أكسيد الكربون والترويج له. تعالج ليزرات ثاني أكسيد الكربون هذه التحديات الجديدة.
فيما يتعلق بالتصنيع ، يتطلب هذا النموذج الجديد إجراء تعديلات على مواصفات الليزر CO2 المختلفة لتتناسب بشكل وثيق مع الاحتياجات المحددة للعملاء. فيما يتعلق بالسوق ، بدءًا من متوسط القدرة السابق وقيمة "على أساس السعر" ، تم تحويله إلى حل مخصص لتصميم شكل النبضة ، طاقة الذروة ، الطول الموجي المخصص والتشغيل المستقر لليزر وفقًا لمواد محددة ومتطلبات التطبيق.
