Introductie van CO2- uitstoot
CO2-laser werd uitgevonden door C. Kumar N. Patel in Bell Labs in 1964 en is een oude technologie in de steeds veranderende opto-elektronica-industrie. Ondanks de lange tijd blijft de CO2-lasertechnologie op de markt gedijen met zijn unieke golflengte, kracht en spectrale zuiverheid.
Veel natuurlijke materialen en synthetische materialen hebben sterke absorptiepieken bij 9 ~ 12μm, wat toevallig de golflengteband van de outputgolflengte van CO2-lasers is, wat veel mogelijkheden biedt voor CO2-lasers in materiaalverwerking en spectrale analyse. Deze band is ook opgenomen in het atmosferische transmissievenster en is daarom ideaal voor vele detectie- en afstandstoepassingen. Een typische CO2-laser wordt gevormd door een gasontlading van een gemengd gas dat CO2-moleculen bevat. Omdat de energieniveaus van moleculaire vibratie en rotatie erg dichtbij zijn, zijn de fotonen geproduceerd door de overgang van CO2-moleculen tussen deze energieniveaus lager in energie en langer in golflengte dan zichtbaar en nabij-infrarood licht.
CO2-lasers zijn verkrijgbaar in vermogens van milli-watt tot tienduizenden watt en kunnen worden gebruikt voor het produceren van instrumentatie en voor krachtig snijden. Omdat CO2-lasers een hoge spectrale zuiverheid hebben, lijnbreedten tot 1 kHz zonder in te boeten aan vermogen, kan de conversie-efficiëntie oplopen tot 10%. Deze functies maken CO2-lasers geschikt voor nieuwe toepassingen in materiaalverwerking, laserafstand en radar, warmtebeeldzichthulp en gerichte medische toepassingen.
Sinds tientallen jaren uitgevonden te zijn, zijn talloze CO2-lasers toegepast op medisch, productie en wetenschappelijk onderzoek, van 4-cijferig digitaal drukwerk op de Chinese hogesnelheidslijn voor mineraalwaterflessen tot Mercedes-Benz autodelen in Duitsland. Zelfs nu, als vezellasers de grote markt voor CO2-lasers vernietigen en quantum cascade-lasers het gebied van innovatie niet doorbreken, als CO2-lasers naar specifieke gebieden gaan, zullen ze nog steeds op grote schaal in de markt worden gebruikt.
Wedstrijd uitdagen
Ondanks deze langetermijnvoordelen hebben CO2-lasers op sommige gebieden uitdagingen ondervonden. Vezellasers en quantum cascade-lasers zijn uitgebreid tot vele toepassingen die eerder werden gedomineerd door CO2-lasers.
In industriële toepassingen leveren hoogvermogenvezellasers hogere efficiëntie, kan hun energie beter worden geabsorbeerd door metalen materialen en zijn ze kosteneffectiever. CO2-lasers zijn echter nog steeds de enige manier om veel niet-metalen materialen te verwerken omdat deze materialen de nabij-infrarode golflengte van vezellasers niet absorberen.
Quantum cascade-lasers zijn in staat om golflengten te produceren in het bereik van 2 tot 12 μm en zijn compacter, waardoor ze een belangrijk hulpmiddel zijn in spectroscopische toepassingen. Veel waarneembare, spectraal gevoelige industriële en medische toepassingen in het 8 - 12 μm langgolvige infraroodbereik vereisen echter een hoger vermogen, een betere spectrale zuiverheid, uitstekende coherentie en stabiele ruimtelijke modi. Dit zijn alleen CO2-lasers. bereiken.
Naast de technische uitdagingen heeft de groeiende laserindustrie in China ook geleid tot lagere en lagere prijzen. Standaard CO2-lasers worden snel in de handel gebracht, met toegangsdrempels en een sterke daling van de winst. Drie jaar geleden kochten Chinese bedrijven Amerikaanse 30W CO2-lasers voor $ 4.500; nu zijn binnenlandse CO2-lasers op de markt, waardoor de prijzen dalen tot $ 2.000.
Deze factoren markeren het einde van het tijdperk van "op prijzen gebaseerd". In het tijdperk van prijsgebaseerde prijsbepaling produceert het bedrijf lasers met een specifiek gemiddeld vermogen en kan het op meerdere gebieden worden toegepast. De prijs is evenredig met het wattage. Met deze strategie bieden enkele zeer succesvolle bedrijven zoals Synrad, Coherent en Rofin een reeks CO2-lasers, variërend van enkele watt tot tienduizenden watt, waarmee ook CO2-lasers in kunststofverwerkingsfabrieken, tandheelkundige klinieken, assemblagelijnen voor mobiele telefoons kunnen worden gebruikt , etc. Het veld is op grote schaal gebruikt.
Hoewel CO2-lasers zijn geëindigd als een "one-size-fits-all oplossing voor alle toepassingen", met de opkomst van nieuwe materialen en steeds strengere industriële en wetenschappelijke verwerkingsvereisten, vereisen deze nieuwe speciale lasers die echte lasers vereisen. De waardepropositie heeft een dieper technisch inzicht en vereist een geheel andere manier om CO2-lasers te produceren en te promoten. CO2-lasers pakken deze nieuwe uitdagingen aan.
Op het gebied van productie vereist dit nieuwe model aanpassingen aan de verschillende specificaties van de CO2-laser om nauw aan te sluiten op de specifieke behoeften van de klant. In termen van de markt, van het vorige gemiddelde vermogen en de waarde van "op prijs gebaseerd", is het omgevormd tot een oplossing op maat om de pulsvorm, piekvermogen, specifieke golflengte en stabiele werking van de laser volgens specifieke materialen te ontwerpen en applicatie-eisen.
