Progressi nella tecnologia di produzione della sorgente della pompa laser Italia

I componenti principali della sorgente della pompa includono chip laser e collimatore ad asse lento (SAC), collimatore ad asse veloce (FAC), divisore di fascio di polarizzazione/combinatore di fascio (PBS/PBC), specchio (specchio), lente di messa a fuoco (lente di messa a fuoco) , testa in fibra ottica (FTA) e altri componenti ottici laser. Ciascuna sorgente di pompa deve utilizzare 1 divisore/combinatore di fascio di polarizzazione, 1 lente di focalizzazione e 1 testa in fibra. Il numero di chip laser utilizzati dipende dalla potenza della sorgente della pompa e dalla potenza di un singolo chip e ciascun chip laser deve essere combinato con 1 collimatore ad asse lento, 1 collimatore ad asse veloce e 1 riflettore utilizzati insieme.

Allo stato attuale, Raycus e MAX hanno gradualmente realizzato un pacchetto completo e indipendente di sorgenti di pompa e chip COS, ma esiste ancora un certo divario tra i chip laser ad alta potenza e i chip importati. Attualmente, la potenza della sorgente a pompa sul mercato è principalmente di 100 W-400 W e mostra una tendenza di sviluppo sempre più elevata. Le pompe Raycus da 350 W, 370 W e 500 W hanno raggiunto la produzione di massa. Attualmente, il modulo pompa può raggiungere una potenza massima di 700-1000 W e il NA del 95% dell'energia è compreso tra 0.17. MAX ha già realizzato chip COS autoprodotti nel 2017.

Il chip laser è il componente principale della sorgente della pompa a semiconduttore e il suo livello di potenza e la stabilità delle prestazioni influiscono direttamente sulle prestazioni del laser in uscita. I chip laser rappresentano un anello molto debole nella catena dell'industria laser nazionale. Per molto tempo, quasi tutti i chip laser ad alta potenza nel mio paese sono stati importati. Il prezzo d'importazione è relativamente alto e ci sono blocchi tecnici. Aziende americane come Lumentum e II-VI hanno la capacità di produrre chip laser ad alta potenza e possono esportarli, mentre l’americana IPG, la tedesca Trumpf e la Nlight possono produrre tali chip ma non venderli. Aziende nazionali come Everbright, BWT, Huaguang e altre aziende hanno capacità di progettazione indipendenti per la tecnologia di confezionamento dei chip. Attualmente Raycus acquista principalmente chip e sorgenti di pompaggio da Everbright e BDL. Secondo il piano di transazione giornaliero stimato nel 2022, l'importo dell'acquisto nel 2022 raggiungerà i 400 milioni di yuan. Nel 2017 MAX ha inoltre iniziato a sviluppare una propria sorgente di pompe a tubo singolo.

Secondo il prospetto di Everbright, la dimensione del mercato dei chip laser nel mercato interno del mio paese nel 2020 è di 529 milioni di yuan. Secondo i dati del "2021 China Laser Industry Development Report" [1], nel 2020, il mio Paese spedirà circa 38,000 laser a fibra con 1-3 kW, circa 14,000 con 3-6 kW e 6-10 kW. Sono state spedite circa 2,400 unità e circa 1,600 unità con potenza superiore a 10 kW, come mostrato nella Tabella 1. Secondo i calcoli di Optoelectronics, nel 2020, le spedizioni di laser a fibra del mio Paese ammonteranno a circa 56,000 unità (circa 194,000 kW) e Si prevede che le spedizioni totali di laser a fibra supereranno le 100,000 unità (circa 309,000 kW) nel 2021. Secondo il tasso di conversione luce-luce delle sorgenti di pompa comunemente utilizzate sul mercato, circa il 70%, circa il 70% delle fonti industriali la potenza del chip singolo è di 20 W e il 30% della potenza del chip singolo industriale è di 10 W, il consumo di chip laser industriali nel 2020 è di circa 20 milioni di tablet e il consumo previsto nel 2021 è di 31.9 milioni di tablet.

Tra i team nazionali di ricerca e sviluppo impegnati nei chip laser, Everbright è in prima linea. Nel 2021, i suoi ricavi totali hanno raggiunto i 429 milioni di yuan e il suo utile netto ha raggiunto i 115 milioni di yuan. I suoi chip semiconduttori ad alta potenza detengono una quota di mercato leader a livello nazionale. Allo stato attuale, Everbright ha gradualmente realizzato la localizzazione di chip a tubo singolo ad alta potenza, alta affidabilità, alta efficienza e ampio intervallo di lunghezze d'onda. La potenza di produzione di massa può raggiungere i 30 W, la gamma di lunghezze d'onda copre 808-1064 nm e l'efficienza di conversione elettro-ottica raggiunge il 60%-65%. %, il livello della tecnologia del prodotto è sincronizzato con il livello avanzato estero e i clienti a valle coprono i principali produttori di laser nazionali come Raycus, MAX, HANS e FEIBO. Influenzati dal calo generale dei prezzi nella catena industriale e dalle strategie competitive dei produttori nazionali ed esteri, anche i prezzi dei chip hanno mostrato una tendenza al ribasso. Everbright è stata inserita con successo nel Science and Technology Innovation Board e la localizzazione dei chip laser è la tendenza generale.

Anche i componenti ottici sono una parte importante della sorgente della pompa, la cui soglia di danno, precisione coassiale e qualità del rivestimento influiscono direttamente sulle prestazioni del laser in uscita. Tra questi, il collimatore ad asse veloce è una microlente non cilindrica, il che è tecnicamente difficile. Solo poche aziende al mondo padroneggiano la tecnologia di lavorazione. I principali fornitori sul mercato sono Limo, Fisba, Svetwheel, ecc. Alcuni anni fa, il prodotto domestico dipendeva completamente dalle importazioni, ma dopo che Focuslight ha acquisito Limo e Haichuang ha sviluppato prodotti FAC indipendenti, il FAC domestico è stato sostituito da prodotti nazionali, e la tecnologia ha raggiunto il livello leader internazionale. Lenti di collimazione ad asse lento, specchi, divisori/combinatori di fascio di polarizzazione, lenti di focalizzazione, fibre ottiche rivestite e altri componenti ottici della sorgente di pompa sono stati tutti sostituiti a livello nazionale. Attualmente i principali fornitori sono Haichuang, Focuslight, Fisba, Ingeneric, II -VI ecc. I componenti ottici della sorgente della pompa del laser a fibra IPG sono prodotti e utilizzati da soli e non vengono venduti al mondo esterno.