Pengenalan CO2 L aser
Laser CO2 dicipta oleh C. Kumar N. Patel di Bell Labs pada tahun 1964 dan merupakan teknologi purba dalam industri optoelektronik yang sentiasa berubah. Walaupun pada masa yang sama, teknologi laser CO2 terus berkembang di pasaran dengan kemunculan panjang gelombang, kekuatan dan kesucian spektrum yang unik.
Menjadi bahan-bahan semulajadi dan bahan-bahan sintetik mempunyai puncak penyerapan yang kuat pada 9 ~ 12μm, yang merupakan jalur gelombang panjang keluaran laser laser CO2, yang menyediakan banyak peluang untuk laser CO2 dalam pemprosesan material dan analisis spektrum. Band ini juga termasuk dalam tetingkap penghantaran atmosfera dan oleh itu sesuai untuk banyak aplikasi sensing dan ranging. Laser CO2 tipikal dibentuk oleh pelepasan gas dari gas campuran yang mengandungi molekul CO2. Kerana tahap getaran dan putaran molekul sangat dekat, foton yang dihasilkan oleh peralihan molekul CO2 di antara paras tenaga ini lebih rendah dalam tenaga dan lebih panjang dalam panjang gelombang daripada cahaya yang kelihatan dan dekat-inframerah.
Laser CO2 boleh didapati dalam jarak kuasa dari milli-watt hingga puluhan ribu watt dan boleh digunakan untuk mengeluarkan instrumentasi dan juga pemotongan yang berkuasa. Kerana laser CO2 mempunyai kesucian spektrum yang tinggi, garis lebar hingga 1 kHz tanpa mengorbankan kuasa, kecekapan penukaran dapat mencapai 10%. Ciri-ciri ini menjadikan laser CO2 sesuai untuk aplikasi baru dalam pemprosesan bahan, laser ranging dan radar, bantuan penglihatan imej termal, dan aplikasi perubatan sasaran.
Sejak didirikan selama beberapa dekad, laser CO2 yang banyak telah digunakan untuk penyelidikan perubatan, pembuatan dan penyelidikan saintifik, dari percetakan digital 4 digit pada garisan pengeluaran botol air mineral berkelajuan tinggi China untuk kimpalan bahagian auto Mercedes-Benz di Jerman. Malah pada hari ini, apabila laser serat mengikis pasaran besar untuk laser CO2 dan laser cascade kuantum tidak memecahkan bidang inovasi, jika laser CO2 bergerak ke kawasan khusus, mereka masih akan digunakan secara meluas di pasaran.
Pertandingan cabaran
Walaupun kelebihan jangka panjang ini, laser CO2 menemui cabaran di beberapa kawasan. Laser serat dan laser lata kuantum telah berkembang ke banyak aplikasi yang sebelum ini didominasi oleh laser CO2.
Dalam aplikasi perindustrian, laser serat kuasa tinggi memberikan kecekapan yang lebih tinggi, tenaga mereka dapat diserap dengan lebih baik oleh bahan logam, dan kos yang lebih efektif. Walau bagaimanapun, laser CO2 masih menjadi satu-satunya cara untuk memproses banyak bahan bukan logam kerana bahan-bahan ini tidak menyerap panjang serat inframerah laser serat.
Quantum cascade laser mampu menghasilkan panjang gelombang dalam julat 2 hingga 12 μm dan lebih kompak, menjadikannya alat penting dalam aplikasi spektroskopi. Walau bagaimanapun, banyak penderiaan, aplikasi perindustrian dan perubatan sensitif yang spektrikal dalam julat inframerah gelombang mikro 8 hingga 12 μm memerlukan kuasa yang lebih tinggi, kesucian spektrum yang lebih baik, koheren yang sangat baik, dan mod ruang yang stabil. Ini hanya laser CO2. mencapai.
Di samping cabaran teknikal, industri laser China yang semakin berkembang juga telah membawa kepada harga yang lebih rendah dan lebih rendah. Laser CO2 standard dengan cepat menjadi dikomersialkan, dengan halangan masuk dan kejatuhan keuntungan yang ketara. Tiga tahun yang lalu, syarikat-syarikat China membeli laser 30W CO2 buatan AS untuk $ 4,500; sekarang, laser CO2 domestik berada di pasaran, menarik harga ke $ 2,000.
Faktor-faktor ini menandakan berakhirnya era "berasaskan harga". Dalam era harga berasaskan harga, syarikat menghasilkan laser dengan kuasa purata tertentu dan boleh digunakan dalam pelbagai bidang. Harga adalah berkadar dengan watt. Dengan strategi ini, beberapa syarikat yang sangat berjaya seperti Synrad, Coherent dan Rofin menawarkan pelbagai laser CO2 dari beberapa watt hingga puluhan ribu watt, yang juga membolehkan laser CO2 dalam tumbuh-tumbuhan pemprosesan plastik, klinik pergigian, talian pemasangan telefon bimbit , dan lain-lain. Bidang ini telah digunakan secara meluas.
Walaupun laser CO2 telah berakhir sebagai "penyelesaian satu-saiz-semua untuk semua aplikasi", dengan kemunculan bahan baru dan keperluan pemprosesan industri dan saintifik yang semakin ketat, ini memerlukan laser berdedikasi baru yang memerlukan laser benar. Cadangan nilai mempunyai pemahaman teknikal yang lebih mendalam dan memerlukan cara yang sama sekali berbeza untuk menghasilkan dan mempromosikan laser CO2. Laser CO2 menangani cabaran baru ini.
Dari segi pembuatan, model baru ini memerlukan penyesuaian kepada pelbagai spesifikasi laser CO2 agar hampir dipadankan dengan keperluan khusus pelanggan. Dari segi pasaran, dari kuasa purata sebelumnya dan nilai "berasaskan harga", ia telah diubah menjadi penyelesaian tersuai untuk merancang bentuk nadi, kuasa puncak, panjang gelombang berdedikasi dan operasi laser stabil mengikut bahan-bahan tertentu dan keperluan aplikasi.
