La longitud d'ona de la llum blava es troba a la banda de 400 ~ 500 nm, i una de les característiques més importants de la llum d'aquesta banda és que és fàcilment absorbida per materials altament antimetàl·lics com el coure. La taxa d'absorció de la llum blava per metalls altament reflectants com el coure és 5-10 vegades més alta que la dels làsers infrarojos comuns. Aquesta característica, que permet una major qualitat i eficiència de processament de metalls altament reflectants, ha provocat un fort augment de la demanda del mercat de làsers de llum blava.
Factors clau del creixement de la demanda de llum blava
Sens dubte, la principal força impulsora del creixement de la demanda de llum blava prové del camp de la fabricació de bateries de liti.
Sota la tendència general d'estalvi d'energia, protecció del medi ambient i desenvolupament sostenible, els vehicles d'energia nova, principalment els elèctrics, estan substituint gradualment els vehicles de combustible. Els vehicles de nova energia ja són una força nova imparable al mercat. Les dades de 2023 del Ministeri d'Indústria i Tecnologia de la Informació a principis d'any van mostrar que els vehicles de nova energia de la Xina van continuar creixent de manera explosiva el 2022, sent el número u del món durant vuit consecutius. anys, i la taxa de penetració del mercat va assolir un nou màxim rècord. A principis d'aquest any, al juliol, el 20 milions de vehicles d'energia nova produït a la Xina ha sortit de la línia de producció a Guangzhou! S'espera que la Xina sigui el primer país del món a creuar la línia en l'era dels 10 milions de vendes anuals de vehicles d'energia nova.
Creixement continuat de la producció i vendes de vehicles elèctrics, impulsat pel ràpid creixement del mercat de bateries de liti. La indústria de la bateria d'energia de la Xina continua liderant el món, el 70 per cent de la bateria d'energia es fa a la Xina.
En la fabricació de bateries de liti, molts enllaços estan implicats en la soldadura de coure, alumini i altres materials d'alta resistència al metall, com ara la soldadura de pals, la soldadura de la carcassa de la bateria quadrada; que s'utilitza més habitualment en bateries quadrades, és l'ús de peces de soldadura làser de la majoria de tipus de bateries. En comparació amb la llum infraroja comuna, la soldadura per llum blava no pot aconseguir cap esquitxada, sense porositat, consistència de soldadura de bons resultats de soldadura, cosa que fa que la demanda de llum blava del mercat sigui sense precedents.
A més de l'enorme força motriu de les aplicacions industrials, els làsers de llum blava també es poden utilitzar en tractaments mèdics, detecció submarina, il·luminació, visualització i altres camps, i la demanda revelada en aquests camps també ha promogut el desenvolupament de la tecnologia làser de llum blava per en certa mesura.
La tecnologia bàsica del làser blau
La tecnologia bàsica del làser de llum blava és el xip de tub únic de llum blava.
Els xips de semiconductors de llum blava solen basar-se en materials com InGaN/AlGaN/GaN, etc., i es formen en productes d'un sol tub utilitzables després del creixement epitaxial, procés de flux d'hòsties, tractament de superfícies de cavitat, embalatge i altres processos.
Actualment, el nivell de potència dels tubs individuals de llum blava disponibles comercialment és de 5 W, amb la capacitat d'aconseguir aproximadament 10 W al laboratori. No hi ha molts fabricants que puguin proporcionar xips d'un sol tub de llum blava, tot i que hi ha alguns fabricants nacionals especialitzats en aquest camp, però actualment en una posició dominant encara hi ha algunes empreses alemanyes i japoneses, Alemanya ams OSRAM és una d'elles.
El 2023, l'Exposició òptica de Munic de Xangai, Laser World Magazine va tenir l'honor d'entrevistar la Sra. Jie Xia, directora sènior del departament d'enginyeria de solucions de sistemes OSRAM d'ams. Va dir, en l'actualitat, ams OSRAM té una línia de producció completa, des de la fabricació de xips làser fins a l'embalatge, i la potència de sortida més alta del tub únic de llum blava comercial que es proporciona actualment és de 5 W. ams OSRAM té una capacitat de procés exquisida per produir productes de tub únic de llum blava amb un rendiment estable, que és un dels avantatges principals d'ams OSRAM que pot dominar el camp dels xips làser de llum blava.
Les aplicacions de llum blava continuen expandint-se
Parlant de l'aplicació de la llum blava, va dir Xia Jie, el nivell de potència de 5W d'un sol tub de llum blava no és suficient per satisfer la demanda de major potència per al processament industrial, de manera que es combinaran més productes d'un sol tub, després de la combinació del feix òptic i Altres processaments, per tal d'aconseguir una potència més alta, es poden utilitzar per al processament industrial de la font de llum blava.
Pel que fa a la indústria dels semiconductors, la complexitat és molt alta, la qual cosa és molt semblant als reptes als quals s'enfronta la indústria fotònica. Igual que la indústria fotònica, la indústria dels semiconductors continua invertint molt en recerca i desenvolupament. De fet, l'any 2021, la indústria dels semiconductors està gastant 71.000 milions de dòlars en R+D, que ocupa el segon lloc al món en termes de despesa en R+D en totes les indústries.
En aquesta exposició, ams OSRAM va demostrar les mostres de mòduls de làser blau de 30W, 100W basades en el conjunt de xips làser blau, és a dir, és la combinació de múltiples xips de tub únic, a través de la sortida d'acoblament de fibra, per aconseguir una potència superior o igual a 30W, Potència de sortida de 100 W i aconseguir una gran brillantor i una alta densitat de potència, que es pot utilitzar per a tasques de processament de precisió.
La llum blava, com a font de llum per a determinades cirurgies mínimament invasives, serà pionera en noves innovacions en termes de trauma quirúrgic, reducció de cicatrius i dolor del pacient. S'informa que diverses organitzacions ja estan duent a terme investigacions i estudis en profunditat sobre aplicacions mèdiques de llum blava, amb ams OSRAM que els proporciona fonts de llum blava.
S'informa que el novembre de 2011, el Primer Hospital Afiliat de la Universitat de Xi'an Jiaotong va anunciar el primer equip quirúrgic làser blau del món amb una potència de sortida de 200 W, que s'utilitza en l'enucleació làser de tumors de bufeta urinària per a l'enucleació de tumors.
ams OSRAM també va demostrar un mòdul de gravat làser basat en el conjunt de xip làser blau, el mòdul pot proporcionar una potència de sortida de 20W, 30W, 40W, 50W, la mida del punt de sortida de 50μm × 70μm ~ 80μm × 110μm, la distància focal de 20 ~ 50mm entre opcional. Aquest mòdul de llum blava es pot utilitzar per a la màquina de gravat de bricolatge a casa, adequat per gravar metall, fusta, paper, cuir, plàstic i molts altres materials; també pot tallar fusta, paper i cuir amb un gruix inferior a 5 mm. Quan la mida del punt és de 50 μm × 70 μm i la potència és de 40 W, es pot realitzar un gravat d'alta precisió a la superfície de llautó amb un gruix d'1 cm; quan la distància focal és de 50 mm, pot gravar metall i tallar fusta.
Per a aplicacions de processament industrial que requereixen làser blau de major potència, la longitud d'ona de sortida de 445 nm és adequada per a aplicacions de soldadura, revestiment i fabricació additiva de coure, or i altres materials metàl·lics. També és possible apilar i combinar diversos làsers blaus junts per aconseguir una potència de quilowatts o fins i tot productes de mòduls de llum blava superiors, que per a les àrees d'aplicació més grans - fabricació de bateries de liti en una varietat de coure, alumini i altres materials d'alta resistència a la corrosió. enllaç de soldadura, per garantir la qualitat del processament al mateix temps, per aconseguir una major eficiència de processament.
A més de l'aplicació de soldadura de coure i altres altament anti-materials, el revestiment làser de coure i la fabricació additiva també és una àrea d'aplicació important de la llum blava.
Tendències futures
Des del punt de vista de la futura demanda d'aplicacions del mercat, per a la fabricació de bateries de liti de vehicles d'energia nova en la soldadura de coure i altres materials no fèrrics, segueix sent una de les principals àrees d'aplicació del làser blau. Les bateries de liti a les puntes, la barra colectora, la coberta superior, el mòdul i molts altres enllaços de soldadura, l'alta demanda de segellat, estètica, eficiència de soldadura i altres indicadors, provocaran que el làser blau cap a una potència més alta, una millor direcció de qualitat del feix. Això promourà encara més la indústria a nivell tècnic que es compromet amb productes d'un sol tub blau de major potència, segons Xia Jie, va revelar que ams OSRAM ha estat en el desenvolupament de tubs blaus comercials de major potència.
A més de millorar la potència del tub únic blau, la matriu d'un sol tub es combinarà, mitjançant el mètode de feix combinat, capaç d'aconseguir una potència de quilowatts, la indústria ha informat de potència de fins a 4kW de productes de llum blava i fer un bona qualitat del feix. Per tant, impulsada per la demanda del mercat, la tecnologia de feix combinat de llum blava farà més nous avenços.
Una font de llum blava de major potència, més brillantor, serà la principal fabricació de liti en la qualitat i l'eficiència del processament, a un nou nivell. L'aparició d'una font de llum blava de major rendiment també estarà fora del processament industrial d'una gamma més àmplia de camps, per desenvolupar aplicacions més emergents, com ara làser blau i llum vermella, síntesi de tres colors de llum verda, formació de llum blanca làser. la il·luminació, per aconseguir un color de pantalla més vibrant, més brillant i més eficient energèticament, es pot utilitzar a la pantalla del televisor.
Traduït amb www.DeepL.com/Translator (versió gratuïta)
