Introduzione di CO2 L aser
Il laser CO2 è stato inventato da C. Kumar N. Patel presso i Bell Labs nel 1964 ed è un'antica tecnologia nel settore optoelettronico in continua evoluzione. Nonostante la sua durata, la tecnologia laser CO2 continua a prosperare sul mercato con la sua lunghezza d'onda, potenza e purezza spettrale uniche.
Becau se molti materiali naturali e materiali sintetici hanno forti picchi di assorbimento a 9 ~ 12μm, che risulta essere la banda di lunghezza d'onda della lunghezza d'onda di uscita dei laser a CO2, che offre molte opportunità per i laser a CO2 nell'elaborazione dei materiali e nell'analisi spettrale. Questa banda è anche inclusa nella finestra di trasmissione atmosferica ed è quindi ideale per molte applicazioni di rilevamento e di variazione. Un tipico laser CO2 è formato da una scarica di gas da un gas misto contenente molecole di CO2. Poiché i livelli di energia della vibrazione e della rotazione molecolare sono molto vicini, i fotoni prodotti dalla transizione delle molecole di CO2 tra questi livelli di energia sono più bassi in energia e più a lungo nella lunghezza d'onda rispetto alla luce visibile e vicino all'infrarosso.
I laser a CO2 sono disponibili in intervalli di potenza da milli-watt a decine di migliaia di watt e possono essere utilizzati per la produzione di strumentazione e per il taglio potente. Poiché i laser a CO2 hanno un'elevata purezza spettrale, larghezze delle linee fino a 1 kHz senza sacrificare la potenza, l'efficienza di conversione può raggiungere il 10%. Queste caratteristiche rendono i laser a CO2 adatti per nuove applicazioni nella lavorazione dei materiali, raggio laser e radar, assistenza alla visione termica dell'immagine e applicazioni mediche mirate.
Da quando sono stati inventati per decenni, numerosi laser a CO2 sono stati applicati alla ricerca medica, manifatturiera e scientifica, dalla stampa digitale a 4 cifre sulla linea di produzione di bottiglie di acqua minerale ad alta velocità in Cina alla saldatura di ricambi auto Mercedes-Benz in Germania. Ancora oggi, quando i laser a fibra stanno erodendo il grande mercato per i laser a CO2 ei laser a cascata quantica non stanno rompendo il campo dell'innovazione, se i laser a CO2 si stanno spostando verso aree dedicate, saranno comunque ampiamente utilizzati nel mercato.
Sfida la competizione
Nonostante questi vantaggi a lungo termine, i laser a CO2 hanno incontrato problemi in alcune aree. I laser a fibra e i laser a cascata quantica si sono espansi in molte applicazioni che erano precedentemente dominate dai laser a CO2.
Nelle applicazioni industriali, i laser a fibra ad alta potenza offrono maggiore efficienza, la loro energia può essere assorbita meglio dai materiali metallici e sono più convenienti. Tuttavia, i laser a CO2 sono ancora l'unico modo per trattare molti materiali non metallici perché questi materiali non assorbono la lunghezza d'onda del vicino infrarosso dei laser a fibra.
I laser a cascata di Quant um sono in grado di produrre lunghezze d'onda nell'intervallo da 2 a 12 μm e sono più compatti, rendendoli uno strumento importante nelle applicazioni di spettroscopia. Tuttavia, molte applicazioni industriali e mediche sensibili al rilevamento e spettrali nell'intervallo infrarosso da 8 a 12 μm richiedono potenza più elevata, purezza spettrale migliore, eccellente coerenza e modalità spaziali stabili. Questi sono solo laser a CO2. raggiungere.
Oltre alle sfide tecniche, l'industria laser in espansione della Cina ha anche portato a prezzi sempre più bassi. I laser CO2 standard stanno rapidamente diventando commercializzati, con barriere all'ingresso e un forte calo dei profitti. Tre anni fa, le società cinesi hanno acquistato laser CO2 da 30 W fabbricati negli Stati Uniti per $ 4.500; ora i laser domestici a CO2 sono sul mercato, con prezzi fino a $ 2.000.
Questi fattori segnano la fine dell'era del "price-based". Nell'era dei prezzi basati sui prezzi, l'azienda produce laser con potenza media specifica e può essere applicata in più campi. Il prezzo è proporzionale al wattaggio. Con questa strategia, alcune aziende di grande successo come Synrad, Coherent e Rofin offrono una gamma di laser a CO2 che vanno da pochi watt a decine di migliaia di watt, che consente anche laser a CO2 in impianti di lavorazione della plastica, cliniche dentali, linee di assemblaggio di telefoni cellulari ecc. Il campo è stato ampiamente utilizzato.
Sebbene i laser a CO2 siano finiti come una "soluzione unica per tutte le applicazioni", con l'emergere di nuovi materiali e requisiti di elaborazione scientifica e industriale sempre più stringenti, questi richiedono nuovi laser dedicati che richiedono veri laser. La proposta di valore ha una comprensione tecnica più profonda e richiede un modo completamente diverso di produrre e promuovere i laser a CO2. I laser CO2 stanno affrontando queste nuove sfide.
In termini di produzione, questo nuovo modello richiede aggiustamenti alle varie specifiche del laser a CO2 per soddisfare da vicino le esigenze specifiche del cliente. In termini di mercato, rispetto alla precedente potenza media e al valore di "price-based", è stata trasformata in una soluzione personalizzata per progettare la forma dell'impulso, la potenza di picco, la lunghezza d'onda dedicata e il funzionamento stabile del laser in base a materiali specifici e requisiti di applicazione.
