I. Technische kernprincipes en voordelen
De kern van een schijflaser ligt in het versterkingsmedium-een schijf-vormig kristal (zoals Yb:YAG) dat doorgaans slechts ongeveer 0,1 millimeter dik is. Deze extreem dunne geometrische structuur zorgt ervoor dat warmte snel axiaal naar het koellichaam aan de achterkant wordt geleid, waardoor het "thermische lenseffect" dat wordt veroorzaakt door de ongelijkmatige temperatuurverdeling bij traditionele staaflasers effectief wordt vermeden, waardoor een uitstekende straalkwaliteit wordt gegarandeerd. In ultra-snelle lasertoepassingen kunnen schijflasers lassen, boren en snijden uitvoeren met precisie op micrometerniveau-. Door de minimale hitte-impact tijdens de verwerking wordt een zogenaamde "koude verwerking" bereikt.
II. Baanbrekend-geavanceerd onderzoek en prestatiedoorbraken
In wetenschappelijk onderzoek zijn ultra{0}}snelle schijflasers ideale drivers voor het genereren van attosecondepulsen en bronnen van extreem ultraviolet (XUV) licht met een hoge-flux. De afgelopen jaren hebben binnenlandse en internationale onderzoeksteams herhaaldelijk nieuwe records gevestigd in het verhogen van hun gemiddelde vermogen en pulsenergie. Sommige teams hebben bijvoorbeeld meer dan 200 mJ picoseconde-laseroutput bereikt met een herhalingssnelheid van 1 kHz door middel van innovatieve directe vloeistofkoelingstechnologie en multi-pompstructuren. Ander onderzoek heeft een nieuw oscillatorrecord van 550 watt aan gemiddeld vermogen gevestigd met behulp van speciale spiegelarrays en halfgeleider-verzadigbare absorberspiegels (SESAM). Deze ultra{13}}snelle lasersystemen met hoge-herhaling-snelheid en hoge-energie bieden krachtige lichtbronnen voor baanbrekend-onderzoek op het gebied van de attosecondefysica, laserbliksemafleiders en de dynamiek van foto-elektronen aan het oppervlak.
III. Kernscenario's voor industriële toepassingen
In de industriële productie zorgen ultra{0}}snelle schijflasers voor een grote versterking van meerdere strategische opkomende industrieën:
Nieuwe energie- en automobielproductie: In de sector van elektrische voertuigen (EV) worden schijflasers veel gebruikt voor het lassen van batterijverbindingen van sterk reflecterende materialen zoals koper en aluminium. De verbindingssterkte kan zonder spatten 95% van het basismateriaal bereiken, wat zich perfect aanpast aan de precisieverwerking van vloeistofkoelplaten en koperen rails.
Lucht- en ruimtevaart: Ze worden gebruikt om koelgaten te boren in op nikkel-gebaseerde turbinebladen van superlegeringen, waardoor de efficiëntie van vliegtuigmotoren aanzienlijk wordt verbeterd en de productie van vliegtuigconstructies van de volgende- generatie wordt ondersteund.
Halfgeleiders en nieuwe beeldschermen: UV-schijflasers met hoog{0}}vermogen kunnen kritische processen ondersteunen, zoals Laser Lift-off (LLO) en excimeerlasergloeien (ELA), wat de precisieverwerking van OLED-panelen en halfgeleiderwafels ondersteunt. Bovendien dienen ze als een belangrijke alternatieve technologieroute voor de volgende-generatie EUV-lithografische lichtbronnen.
Speciale materialen en medische hulpmiddelen: Ze maken een uiterst efficiënte verwerking mogelijk van koolstofvezel-versterkte polymeren (CFRP) met verwaarloosbare thermische schade. Op medisch gebied worden ze gebruikt voor de vervaardiging van coronaire stents met kenmerken van minder dan 50 micron, waardoor de biocompatibiliteit wordt verbeterd.
IV. Industrialisatieproces en marktlandschap
De mondiale markt voor ultra{0}}snelle schijflasers maakt een snelle groei door en zal naar verwachting in 2029 bijna $700 miljoen bereiken. Kerntechnologieën op dit gebied zijn lange tijd gemonopoliseerd door buitenlandse bedrijven, zoals die in Duitsland. De afgelopen jaren hebben Chinese ondernemingen hun doorbraken in deze sector echter versneld. Binnenlandse bedrijven zoals Suzhou Zhonghui Laser hebben met succes de kernschijflasertechnologie onder de knie en geïndustrialiseerde massaproductie bereikt. Ze hebben femtoseconde-lasers op kilowatt-niveau en krachtige- UV- en groene laserplatforms gelanceerd. Deze ontwikkelingen hebben niet alleen honderden miljoenen RMB aan outputwaarde opgeleverd in industriële precisieverwerking, maar hebben ook onafhankelijke en regelbare lichtbronoplossingen opgeleverd voor grote nationale strategische projecten zoals binnenlandse EUV-lichtbronnen en gecontroleerde kernfusie. Vooruitkijkend zal, met de vooruitgang in de hybridisatie en het modulaire ontwerp van fiberlasers, de toepassingsdrempel voor schijflasers verder worden verlaagd, wat bredere ontwikkelingsperspectieven zal inluiden.
