CO2 レーザーの 導入
CO2レーザーは、1964年にBell LabsのC. Kumar N. Patelによって発明されたもので、絶え間なく変化するオプトエレクトロニクス産業における古代の技術です。 その長さにもかかわらず、CO2レーザー技術はその独自の波長、パワー、そしてスペクトル純度で市場で成長し続けています。
多くの天然材料や合成材料は9〜12μmに強い吸収ピークを持っています。これはCO2レーザーの出力波長の波長帯であり、材料加工やスペクトル分析におけるCO2レーザーの多くの機会を提供します。 この帯域は大気透過ウィンドウにも含まれるため、多くのセンシングおよび測距アプリケーションに最適です。 典型的なＣＯ ２レーザーは、ＣＯ ２分子を含む混合ガスからのガス放電によって形成される。 分子の振動と回転のエネルギー準位は非常に近いため、これらのエネルギー準位間のCO2分子の遷移によって生成される光子は、可視光および近赤外光よりもエネルギーが低く、波長が長くなります。
ＣＯ ２レーザは、ミリワットから数万ワットまでの出力範囲で利用可能であり、そして器具類を製造するためならびに強力な切断のために使用することができる。 CO2レーザはスペクトル純度が高く、電力を犠牲にすることなく最大1 kHzの線幅を持つため、変換効率は10％に達することがあります。 これらの特徴により、CO2レーザーは、材料加工、レーザー測距およびレーダー、熱画像視覚支援、および標的医療用途における新しい用途に適しています。
何十年もの間発明されて以来、無数のCO2レーザーは、中国の高速ミネラルウォーターボトル製造ラインの4桁デジタル印刷からドイツのメルセデスベンツ自動車部品溶接まで、医療、製造および科学研究に適用されてきました。 今日でさえも、ファイバレーザが CO2レーザの大きな市場を 侵食し 、量子カスケードレーザがイノベーションの分野を壊していないとき、CO2レーザが専用領域に向かって動いていても、それらは市場で広く使われるでしょう。
チャレンジ競技
これらの長期的な利点にもかかわらず、CO2レーザーはいくつかの分野で課題に直面しています。 ファイバレーザおよび量子カスケードレーザは、以前はＣＯ ２レーザによって支配されていた多くの用途に拡大した。
工業用途では、高出力ファイバーレーザーはより高い効率を提供し、それらのエネルギーは金属材料によりよく吸収され得、そしてより費用効果が高い。 しかし、CO2レーザーはまだ多くの非金属材料を加工する唯一の方法です。これらの材料はファイバーレーザーの近赤外波長を吸収しないからです。
量子 カスケードレーザは、 ２〜１２μｍの 範囲の波長を生成することができ、よりコンパクトであり、それらを分光用途において重要なツールとしている。 しかしながら、８〜１２μｍの長波長赤外線範囲における多くのセンシング、スペクトルセンシティブな工業および医療用途は、より高い出力、より優れたスペクトル純度、優れたコヒーレンス、および安定した空間モードを必要とする。 これらはCO2レーザーだけです。 達成する。
技術的な課題に加えて、中国の拡大するレーザー産業はまた、ますます低価格につながっています。 標準的なCO2レーザーは急速に商品化されつつあり、参入障壁と利益の急激な落ち込みがあります。 3年前、中国企業は米国製の30W CO2レーザーを4,500ドルで購入しました。 現在、国内のCO2レーザーが市場に出ており、価格は2,000ドルまで引き下げられています。
これらの要因は、「価格ベース」の時代の終わりを示しています。 価格ベースの価格設定の時代には、同社は特定の平均出力を持つレーザーを製造しており、複数の分野に適用することができます。 価格はワット数に比例します。 この戦略により、Synrad、Coherent、Rofinなどのいくつかの大成功を収めた企業は、数ワットから数万ワットの範囲のCO2レーザーを提供しています。これにより、プラスチック加工工場、歯科医院、携帯電話組立ラインでのCO2レーザーも可能になります。この分野は広く使用されています。
CO2レーザーは、新しい材料の出現とますます厳しくなる工業的および科学的加工要件を伴う「すべての用途に対応する万能のソリューション」として終わっていますが、真のレーザーを必要とする新しい専用レーザーが必要です。 価値命題はより深い技術的理解を持ち、CO2レーザーを製造し促進するために全く異なる方法を必要とします。 CO2レーザーはこれらの新たな課題に取り組んでいます。
製造面では、この新しいモデルでは、お客様の具体的なニーズにぴったり合うように、CO2レーザーのさまざまな仕様を調整する必要があります。 市場に関しては、以前の平均パワーと「価格ベース」の値から、特定の材料に応じてレーザーのパルス形状、ピークパワー、専用波長、安定動作を設計するためのカスタマイズされたソリューションに変換されました。とアプリケーションの要件。
