I. Temeljna tehnička načela i prednosti
Jezgra diskovnog lasera leži u njegovom mediju za pojačanje-kristalu-u obliku diska (kao što je Yb:YAG) koji je obično debljine samo oko 0,1 milimetara. Ova izuzetno tanka geometrijska struktura omogućuje brzo aksijalno provođenje topline do hladnjaka na stražnjoj strani, učinkovito izbjegavajući "efekt toplinske leće" uzrokovan neravnomjernom raspodjelom temperature u tradicionalnim štapnim laserima, čime se osigurava izvrsna kvaliteta snopa. U ultra-brzim laserskim aplikacijama, disk laseri mogu izvoditi zavarivanje, bušenje i rezanje s mikrometarskom-preciznošću. Minimalni utjecaj topline tijekom obrade postiže ono što je poznato kao "hladna obrada".
II. Vrhunska-istraživanja i otkrića u izvedbi
U znanstvenim istraživanjima ultra{0}}brzi disk laseri idealni su pokretači za generiranje atosekundnih impulsa i izvora svjetlosti visokog-ekstremnog ultraljubičastog (XUV) svjetla. Posljednjih godina domaći i međunarodni istraživački timovi više puta postavljaju nove rekorde u povećanju prosječne snage i energije pulsa. Na primjer, neki su timovi postigli preko 200 mJ pikosekundnog laserskog izlaza pri brzini ponavljanja od 1 kHz putem inovativne tehnologije izravnog hlađenja tekućinom i više{6}}struktura pumpe s više prolaza. Druga su istraživanja postavila novi rekord oscilatora od 550 vata prosječne snage korištenjem posebnih nizova zrcala i poluvodičkih zrcala koja se mogu zasititi (SESAM). Ovi ultra{13}}brzi laserski sustavi visoke-ponavljanja-visoke{12}}energije pružaju snažne izvore svjetlosti za vrhunska-istraživanja u fizici atosekundi, laserskim gromobranima i dinamici površinskih fotoelektrona.
III. Scenariji temeljne industrijske primjene
U industrijskoj proizvodnji, ultra-brzi disk laseri duboko osnažuju višestruke strateške industrije u nastajanju:
Nova energija i proizvodnja automobila: U sektoru električnih vozila (EV), disk laseri naširoko se koriste za zavarivanje spojeva baterija visoko reflektirajućih materijala poput bakra i aluminija. Čvrstoća spojeva može doseći 95% osnovnog materijala bez prskanja, savršeno se prilagođavajući preciznoj obradi ploča za tekuće hlađenje i bakrenih sabirnica.
Aerospace: Koriste se za bušenje rupa za hlađenje u turbinskim lopaticama-na bazi nikla, značajno poboljšavajući učinkovitost zrakoplovnih motora i podržavajući proizvodnju sljedeće-generacije konstrukcije zrakoplova.
Poluvodiči i novi zasloni: Visoko{0}}snažni UV nanosekundni disk laseri mogu podržati kritične procese kao što su lasersko podizanje-off (LLO) i excimer laser annealing (ELA), pomažući preciznu obradu OLED panela i poluvodičkih ploča. Osim toga, služe kao temeljni alternativni tehnološki put za sljedeće-generacije EUV litografskih izvora svjetlosti.
Specijalni materijali i medicinski uređaji: Omogućuju vrlo učinkovitu obradu polimera ojačanih ugljičnim vlaknima-(CFRP) uz zanemarivo toplinsko oštećenje. U medicinskom području koriste se za proizvodnju koronarnih stentova sa značajkama ispod 50 mikrona, čime se povećava biokompatibilnost.
IV. Proces industrijalizacije i tržišni krajolik
Globalno tržište lasera za ultra-brze diskove doživljava brzi rast i predviđa se da će dosegnuti gotovo 700 milijuna dolara do 2029. Dugo vremena, osnovne tehnologije u ovom polju bile su pod monopolom prekomorskih kompanija, poput onih u Njemačkoj. Međutim, posljednjih su godina kineska poduzeća ubrzala svoj prodor u ovom sektoru. Domaće tvrtke poput Suzhou Zhonghui Lasera uspješno su ovladale tehnologijom jezgrenog laserskog diska i postigle industrijaliziranu masovnu proizvodnju. Lansirali su kilovat-femtosekundne lasere i velike-snažne UV i zelene laserske platforme. Ova poboljšanja ne samo da su postigla stotine milijuna RMB-a u izlaznoj vrijednosti u industrijskoj preciznoj obradi, već su također osigurala neovisna rješenja izvora svjetlosti koja se mogu kontrolirati za velike nacionalne strateške projekte kao što su domaći EUV izvori svjetlosti i kontrolirana nuklearna fuzija. Gledajući unaprijed, s napretkom u hibridizaciji i modularnom dizajnu fiber lasera, prag primjene za diskovne lasere bit će dodatno snižen, otvarajući šire razvojne izglede.
