De golflengte van blauw licht bevindt zich in de 400~500nm-band en een van de belangrijkste kenmerken van licht in deze band is dat het gemakkelijk wordt geabsorbeerd door zeer antimetallische materialen zoals koper. De absorptiesnelheid van blauw licht door sterk reflecterende metalen zoals koper is 5-10 keer hoger dan die van gewone infraroodlasers. Deze eigenschap, die een hogere kwaliteit en verwerkingsefficiëntie mogelijk maakt voor sterk reflecterende metalen, heeft geleid tot een sterke toename van de marktvraag naar blauwlichtlasers.
Belangrijkste drijfveren achter de groeiende vraag naar blauw licht
Ongetwijfeld komt de grootste drijvende kracht achter de groei van de vraag naar blauw licht uit de productie van lithiumbatterijen.
Onder de algemene trend van energiebesparing, milieubescherming en duurzame ontwikkeling, vervangen nieuwe energievoertuigen, voornamelijk elektrische voertuigen, geleidelijk brandstofvoertuigen. Nieuwe energievoertuigen zijn al een onstuitbare nieuwe kracht op de markt. Gegevens uit 2023 van het ministerie van Industrie en Informatietechnologie aan het begin van het jaar toonden aan dat China's nieuwe energievoertuigen in 2022 explosief bleven groeien en voor acht opeenvolgende jaren de nummer één ter wereld bleven jaar, en de marktpenetratie bereikte een nieuw record. Eerder dit jaar, in juli, rolde de 20 miljoenste in China geproduceerde nieuwe energiewagen van de band in Guangzhou! China zal naar verwachting het eerste land ter wereld zijn dat de grens overschrijdt naar het tijdperk van 10 miljoen jaarlijkse verkopen van nieuwe energievoertuigen.
Aanhoudende groei in de productie en verkoop van elektrische voertuigen, aangedreven door de snelle groei van de markt voor lithiumbatterijen. China's power battery-industrie blijft de wereld leiden, 70 procent van de power battery wordt in China gemaakt.
Bij de vervaardiging van lithiumbatterijen zijn veel schakels betrokken bij het lassen van koper, aluminium en andere materialen met een hoog anti-metaalgehalte, zoals het lassen van polen, het lassen van vierkante batterijschalen; die het meest wordt gebruikt in vierkante batterijen, is het gebruik van laserlassen van onderdelen van de meeste soorten batterijen. In vergelijking met het gewone infraroodlicht kan blauwlichtlassen geen spatten, geen porositeit, lasconsistentie van goede lasresultaten bereiken, waardoor de marktvraag naar blauw licht ongekend is.
Naast de enorme drijvende kracht van industriële toepassingen, kunnen blauwlichtlasers ook worden gebruikt bij medische behandeling, onderwaterdetectie, verlichting, weergave en andere gebieden, en de vraag die op deze gebieden aan het licht kwam, heeft ook de ontwikkeling van blauwlichtlasertechnologie bevorderd om een zekere mate.
De kerntechnologie van blauwe laser
De kerntechnologie van blauwlichtlaser is de blauwlichtchip met één buis.
Halfgeleiderchips met blauw licht zijn meestal gebaseerd op materialen zoals InGaN/AlGaN/GaN, enz., en worden gevormd tot bruikbare producten met één buis na epitaxiale groei, waferstroomproces, oppervlaktebehandeling van de holte, verpakking en andere processen.
Momenteel is het vermogensniveau van in de handel verkrijgbare enkele buizen met blauw licht 5W, met de mogelijkheid om in het laboratorium ongeveer 10W te bereiken. Er zijn niet veel fabrikanten die blauwlichtchips met één buis kunnen leveren, hoewel er enkele binnenlandse fabrikanten zijn die gespecialiseerd zijn op dit gebied, maar momenteel in een dominante positie nog steeds een paar Duitse en Japanse bedrijven zijn, Duitsland en OSRAM is een van hen.
In 2023, München Shanghai Optical Expo, had Laser World Magazine de eer om mevrouw Jie Xia, senior manager van de OSRAM-engineeringafdeling voor systeemoplossingen, te interviewen. Ze zei dat ams OSRAM op dit moment een complete productielijn heeft, van de productie van laserchips tot de verpakking, en het hoogste uitgangsvermogen van de commerciële enkele buis met blauw licht die momenteel wordt geleverd, is 5W. ams OSRAM heeft uitstekende procesmogelijkheden om blauwlicht-enkelebuisproducten met stabiele prestaties te produceren, wat een van de belangrijkste voordelen is van ams OSRAM dat het gebied van blauwlichtlaserchips kan domineren.
Toepassingen voor blauw licht blijven zich uitbreiden
Over de toepassing van blauw licht gesproken, zei Xia Jie, het vermogensniveau van blauw licht met een enkele buis van 5 W is niet genoeg om te voldoen aan de vraag naar meer vermogen voor industriële verwerking, dus zullen meer producten met één buis worden gecombineerd, na het combineren van optische bundels en andere verwerking, om een hoger vermogen te bereiken, kan worden gebruikt voor industriële verwerking van blauwe lichtbronnen.
Kijkend naar de halfgeleiderindustrie is de complexiteit erg hoog, wat sterk lijkt op de uitdagingen waar de fotonica-industrie voor staat. Net als de fotonica-industrie blijft de halfgeleiderindustrie zwaar investeren in onderzoek en ontwikkeling. In feite geeft de halfgeleiderindustrie in 2021 maar liefst $ 71 miljard uit aan R&D, wat op de tweede plaats staat in termen van R&D-uitgaven in alle sectoren.
In deze tentoonstelling demonstreerde ams OSRAM de modulemonsters van 30W, 100W blauwe laser op basis van de blauwe laserchip-assemblage, het is namelijk de combinatie van meerdere enkele buischips, via de vezelkoppelingsoutput, om groter dan of gelijk aan 30W te bereiken, 100W uitgangsvermogen en bereiken een hoge helderheid en hoge vermogensdichtheid, die kunnen worden gebruikt voor precisieverwerkingstaken.
Blauw licht, als lichtbron voor bepaalde minimaal invasieve operaties, zal leiden tot nieuwe innovaties op het gebied van chirurgisch trauma, vermindering van littekens en pijn bij de patiënt. Naar verluidt voeren een aantal organisaties al diepgaand onderzoek en studies uit naar medische toepassingen met blauw licht, waarbij ams OSRAM hen blauwe lichtbronnen levert.
Naar verluidt kondigde het First Affiliated Hospital van de Xi'an Jiaotong University in november 2011 's werelds eerste blauwe laserchirurgische apparatuur aan met een uitgangsvermogen van 200 W, die wordt gebruikt bij de laser-enucleatie van urineblaastumoren voor tumor-enucleatie.
ams OSRAM demonstreerde ook een lasergraveermodule op basis van de blauwe laserchip-assemblage, de module kan 20 W, 30 W, 40 W, 50 W uitgangsvermogen leveren, de uitvoervlekgrootte van 50 μm × 70 μm ~ 80 μm × 110 μm, de brandpuntsafstand van 20 ~ 50 mm tussen optioneel. Deze blauwe lichtmodule kan worden gebruikt voor doe-het-zelf-graveermachines, geschikt voor het graveren van metaal, hout, papier, leer, plastic en vele andere materialen; het kan ook hout, papier en leer snijden met een dikte van minder dan 5 mm. Wanneer de spotgrootte 50 μm × 70 μm is en het vermogen 40 W is, kan het een zeer nauwkeurige gravure op het oppervlak van messing realiseren met een dikte van 1 cm; wanneer de brandpuntsafstand 50 mm is, kan het metaal graveren en hout snijden.
Voor industriële verwerkingstoepassingen die een blauwe laser met een hoger vermogen vereisen, is de uitgangsgolflengte van 445 nm geschikt voor las-, bekledings- en additive manufacturing-toepassingen van koper, goud en andere metalen materialen. Het is ook mogelijk om meerdere blauwe lasers op elkaar te stapelen en te combineren om een vermogen van kilowatt of zelfs hogere blauwlichtmoduleproducten te bereiken, die voor de grootste toepassingsgebieden - fabricage van lithiumbatterijen in een verscheidenheid aan koper, aluminium en andere hoge corrosiewerende materialen lasverbinding, om tegelijkertijd de kwaliteit van de verwerking te waarborgen, om een hogere verwerkingsefficiëntie te bereiken.
Naast het lassen van koper en andere zeer anti-materialen, is ook lasercladden met koper en additive manufacturing een belangrijk toepassingsgebied van blauw licht.
Toekomstige trends
Vanuit het oogpunt van de toekomstige vraag naar markttoepassingen, is de productie van lithiumbatterijen voor nieuwe energievoertuigen bij het lassen van koper en andere non-ferromaterialen nog steeds een van de belangrijkste toepassingsgebieden van blauwe laser. Lithiumbatterijen in de nokken, busbar, bovenklep, module en vele andere lasverbindingen, de grote vraag naar afdichting, esthetiek, lasefficiëntie en andere indicatoren, zullen de blauwe laser naar een hoger vermogen en een betere richting van de straalkwaliteit leiden. Dit zal de industrie verder promoten op technisch niveau dat zich inzet voor blauwe single-tube producten met een hoger vermogen, volgens Xia Jie onthulde dat ams OSRAM bezig is met de ontwikkeling van commerciële blauwe single-tube met een hoger vermogen.
Naast het verbeteren van de kracht van blauwe single-tube, zal de single-tube array samen worden gecombineerd, door middel van de gecombineerde straalmethode, in staat om kilowattvermogen te bereiken. De industrie heeft een vermogen tot 4 kW aan blauwlichtproducten gemeld en doet een goede straalkwaliteit. Daarom zal, gedreven door de marktvraag, blauw licht gecombineerde straaltechnologie meer nieuwe doorbraken maken.
Hoger vermogen, hogere helderheid blauwe lichtbron, zal de mainstream lithiumproductie zijn in de verwerkingskwaliteit en efficiëntie, naar een nieuw niveau. De opkomst van een krachtigere blauwe lichtbron zal ook buiten de industriële verwerking van een breder scala van velden liggen, om meer opkomende toepassingen te ontwikkelen, zoals blauwe laser en rood licht, groen licht driekleurensynthese, de vorming van laser wit licht verlichting, om een levendigere, helderdere, energiezuinigere weergavekleur te bereiken, kan op het tv-scherm worden gebruikt.
Vertaald met www.DeepL.com/Translator (gratis versie)
