التقدم في تكنولوجيا إنتاج مصدر مضخة الليزر

تشتمل المكونات الأساسية في مصدر المضخة على رقاقة ليزر ومسدد ذو محور بطيء (SAC)، ومسدد ذو محور سريع (FAC)، ومقسم شعاع الاستقطاب/مجمع شعاع (PBS/PBC)، ومرآة (مرآة)، وعدسة تركيز (عدسة تركيز). ورأس الألياف الضوئية (FTA) ومكونات الليزر الضوئية الأخرى. يحتاج كل مصدر مضخة إلى استخدام مقسم/مجمع شعاع الاستقطاب، وعدسة تركيز واحدة، ورأس ألياف واحد. يعتمد عدد شرائح الليزر المستخدمة على قوة مصدر المضخة وقوة الشريحة الواحدة، ويجب دمج كل شريحة ليزر مع ميزاء واحد بطيء المحور، واستخدام ميزاء واحد سريع المحور وعاكس واحد معًا.

في الوقت الحاضر، أدركت Raycus وMAX تدريجيًا التعبئة المستقلة الشاملة لمصادر المضخات ورقائق COS، ولكن لا تزال هناك فجوة معينة بين رقائق الليزر عالية الطاقة والرقائق المستوردة. في الوقت الحاضر، تبلغ قوة مصدر المضخة في السوق بشكل أساسي 100 واط-400 واط، وتظهر اتجاه تطوير مرتفع بشكل متزايد. حققت مضخات Raycus بقدرة 350 واط و370 واط و500 واط إنتاجًا ضخمًا. في الوقت الحاضر، يمكن لوحدة المضخة تحقيق أقصى إنتاج يبلغ 700-1000 واط، وتكون نسبة NA البالغة 95% من الطاقة ضمن 0.17. لقد حققت شركة MAX بالفعل شرائح COS ذاتية الصنع في عام 2017.

رقاقة الليزر هي المكون الأساسي لمصدر مضخة أشباه الموصلات، ويؤثر مستوى الطاقة واستقرار الأداء بشكل مباشر على أداء الليزر الناتج. تعتبر رقائق الليزر حلقة ضعيفة جدًا في سلسلة صناعة الليزر المحلية. لفترة طويلة، تم استيراد جميع شرائح الليزر عالية الطاقة تقريبًا في بلدي. سعر الاستيراد مرتفع نسبيا وهناك عوائق فنية. وتمتلك الشركات الأمريكية مثل Lumentum وII-VI القدرة على تصنيع رقائق ليزر عالية الطاقة ويمكنها تصديرها، في حين أن شركات IPG الأمريكية وTrumpf الألمانية وNlight يمكنها تصنيع مثل هذه الرقائق ولكنها لا تبيعها. تتمتع الشركات المحلية مثل Everbright وBWT وHuaguang وغيرها من الشركات بقدرات تصميم مستقلة لتكنولوجيا تعبئة الرقائق. في الوقت الحاضر، تشتري Raycus بشكل أساسي الرقائق ومصادر المضخات من Everbright وBDL. وفقًا لخطة المعاملات اليومية المقدرة في عام 2022، سيصل مبلغ الشراء في عام 2022 إلى 400 مليون يوان. بدأت شركة MAX أيضًا في تطوير مصدر المضخة أحادي الأنبوب الخاص بها في عام 2017.

وفقًا لنشرة Everbright، يبلغ حجم سوق رقائق الليزر في السوق المحلية لبلادي في عام 2020 529 مليون يوان. وفقًا لبيانات "تقرير تطوير صناعة الليزر في الصين لعام 2021" [1]، في عام 2020، ستشحن بلدي حوالي 38,000 ليزر ألياف بقدرة 1-3 كيلووات، وحوالي 14,000 بقدرة 3-6 كيلووات، و6-10 كيلووات. تم شحن حوالي 2,400 وحدة، وتم شحن حوالي 1,600 وحدة بأكثر من 10 كيلووات، كما هو موضح في الجدول 1. وفقًا لحسابات الإلكترونيات الضوئية، في عام 2020، سيبلغ إجمالي شحنات ألياف الليزر في بلدي حوالي 56,000 وحدة (حوالي 194,000 كيلووات)، وهي من المتوقع أن يتجاوز إجمالي شحنات ألياف الليزر 100,000 وحدة (حوالي 309,000 كيلوواط) في عام 2021. وفقًا لمعدل التحويل من ضوء إلى ضوء لمصادر المضخات شائعة الاستخدام في السوق، حوالي 70%، حوالي 70% من الصناعات الصناعية تبلغ قوة الشريحة الواحدة 20 واط، و30% من قوة الشريحة الواحدة الصناعية 10 واط، ويبلغ استهلاك شرائح الليزر الصناعية عام 2020 حوالي 20 مليون قرص، والاستهلاك المتوقع عام 2021 31.9 مليون قرص.

ومن بين فرق البحث والتطوير المحلية العاملة في مجال رقائق الليزر، تحتل شركة Everbright المرتبة الأولى. وفي عام 2021، وصل إجمالي إيراداتها إلى 429 مليون يوان، وصافي أرباحها 115 مليون يوان. وتتمتع رقائق أشباه الموصلات عالية الطاقة بحصة رائدة في السوق المحلية. في الوقت الحاضر، أدركت Everbright تدريجيًا توطين الرقائق أحادية الأنبوب ذات الطاقة العالية والموثوقية العالية والكفاءة العالية ونطاق الطول الموجي الواسع. يمكن أن تصل طاقة الإنتاج الضخم إلى 30 واط، ويغطي نطاق الطول الموجي 808-1064 نانومتر، وتصل كفاءة التحويل الكهروضوئي إلى 60%-65%. %، يتم مزامنة مستوى تكنولوجيا المنتج مع المستوى المتقدم الأجنبي، ويغطي العملاء النهائيون مصنعي الليزر الرئيسيين المحليين مثل Raycus، MAX، HANS، وFEIBO. متأثرة بالانخفاض الإجمالي في الأسعار في سلسلة الصناعة والاستراتيجيات التنافسية للمصنعين المحليين والأجانب، أظهرت أسعار الرقائق أيضًا اتجاهًا هبوطيًا. تم إدراج Everbright بنجاح في مجلس الابتكار العلمي والتكنولوجي، ويعتبر توطين رقائق الليزر هو الاتجاه العام.

تعد المكونات البصرية أيضًا جزءًا مهمًا من مصدر المضخة، حيث تؤثر عتبة الضرر والدقة المحورية وجودة الطلاء بشكل مباشر على أداء الليزر الناتج. من بينها، ميزاء المحور السريع عبارة عن عدسات ميكروية غير أسطوانية، وهو أمر صعب من الناحية الفنية. فقط عدد قليل من الشركات في العالم أتقنت تكنولوجيا المعالجة. الموردون الرئيسيون في السوق هم Limo، وFisba، وSvetwheel، وما إلى ذلك. قبل بضع سنوات، كان المنتج المحلي يعتمد بشكل كامل على الواردات، ولكن بعد أن استحوذت شركة Focuslight على Limo وHaichuang، طورت منتجات FAC بشكل مستقل، وتم استبدال FAC المحلي بالمنتجات المحلية، وقد وصلت التكنولوجيا إلى المستوى الرائد الدولي. لقد تم استبدال العدسات ذات المحاور البطيئة والمرايا ومقسمات شعاع الاستقطاب/مجمعات الشعاع وعدسات التركيز والألياف الضوئية المطلية والمكونات البصرية الأخرى لمصدر المضخة محليًا. في الوقت الحاضر، الموردون الرئيسيون هم Haichuang، Focuslight، Fisba، Ingeneric، II -VI وما إلى ذلك. يتم إنتاج واستخدام المكونات البصرية لمصدر مضخة ليزر الألياف IPG بأنفسهم، ولا يتم بيعها للعالم الخارجي.