レーザーポンプ光源の生産技術の進歩 日本

ポンプ光源のコアコンポーネントには、レーザーチップと遅軸コリメータ (SAC)、速軸コリメータ (FAC)、偏光ビームスプリッタ/ビームコンバイナ (PBS/PBC)、ミラー (Mirror)、集束レンズ (集束レンズ) が含まれます。 、光ファイバーヘッド (FTA) およびその他のレーザー光学コンポーネント。各ポンプソースは、1 つの偏光ビームスプリッター/コンバイナー、1 つの集束レンズ、および 1 つのファイバーヘッドを使用する必要があります。使用されるレーザーチップの数はポンプ源のパワーと単一チップのパワーに依存し、各レーザーチップは1つの遅軸コリメータ、1つの速軸コリメータおよび1つのリフレクタと組み合わせる必要があります。

現在、Raycus と MAX はポンプ光源と COS チップの包括的な独立したパッケージングを徐々に実現していますが、高出力レーザーチップと輸入チップの間にはまだ一定のギャップがあります。現在、市場で販売されているポンプ電源の出力は主に 100 W ～ 400 W であり、ますます高度な開発傾向を示しています。レイカスの350W、370W、500Wポンプが量産化を実現しました。現在、ポンプ モジュールは 700 ～ 1000 W の最大出力を達成でき、エネルギーの 95% の NA は 0.17 以内です。 MAXはすでに2017年にCOSチップの自作を実現している。

レーザーチップは半導体ポンプ光源のコアコンポーネントであり、そのパワーレベルと性能の安定性は出力レーザーの性能に直接影響します。レーザーチップは、国内レーザー産業チェーンにおいて非常に弱い部分にあります。長い間、私の国ではほとんどすべての高出力レーザーチップが輸入されてきました。輸入価格は比較的高く、技術的な封鎖もある。 Lumentum や II-VI などの米国企業は高出力レーザー チップを製造する能力があり、輸出することができますが、米国の IPG、ドイツのTrumpf、Nlight はそのようなチップを製造できますが、販売していません。 Everbright、BWT、Huaguang などの国内企業は、チップ パッケージング技術の独立した設計能力を持っています。現在、Raycus は主に Everbright と BDL からチップとポンプソースを購入しています。 2022年の推定日々の関連取引計画によると、2022年の購入額は400億元に達する見込みだ。 MAX は 2017 年に独自の単管ポンプ源の開発も開始しました。

エバーブライトの目論見書によると、2020年の我が国国内レーザーチップ市場規模は529億2021万元である。 「1年中国レーザー産業発展報告」のデータ[2020]によると、38,000年に我が国は1～3kWのファイバーレーザー約14,000万3台、6～6kWのファイバーレーザー約10万2,400台、1,600～10kWのファイバーレーザーを出荷する予定である。表 1 に示すように、約 2020 ユニットが出荷され、56,000 kW 以上で約 194,000 ユニットが出荷されました。オプトエレクトロニクスの計算によると、100,000 年に我が国のファイバー レーザー出荷量はおよそ合計 309,000 ユニット (約 2021 kW) になります。ファイバーレーザーの総出荷量は70年に70万台（約20万30千kW）を超えると予想されている。市場で一般的に使用されているポンプ光源の光から光への変換率によると、約10％、産業用ポンプ光源の約2020％に達する。シングルチップ電力は 20 W、産業用シングルチップ電力の 2021% は 31.9 W、XNUMX 年の産業用レーザー チップの消費量は約 XNUMX 万タブレット、XNUMX 年の予想消費量は XNUMX 万タブレットです。

レーザーチップに携わる国内の研究開発チームの中で、エバーブライトは最前線にいます。 2021年の総収益は429億115万元に達し、純利益は30億808万元に達した。同社の高出力半導体チップは国内トップシェアを誇っています。現在、エバーブライトは、高出力、高信頼性、高効率、広い波長範囲を備えた単管チップの局所化を徐々に実現しています。量産出力は1064Wに達し、波長範囲は60～65nmをカバーし、電気光変換効率はXNUMX%～XNUMX%に達します。 %、製品技術レベルは海外の先進レベルと同期しており、下流顧客はRaycus、MAX、HANS、FEIBOなどの国内主流レーザーメーカーをカバーしています。業界チェーン全体の価格下落と国内外メーカーの競争戦略の影響を受け、チップ価格も下落傾向を示した。 Everbright は、Science and Technology Innovation Board に上場することに成功しており、レーザー チップのローカライゼーションが一般的な傾向となっています。

光学コンポーネントもポンプ光源の重要な部分であり、その損傷閾値、同軸精度、コーティング品質は出力レーザーの性能に直接影響します。このうち速軸コリメータは非円筒マイクロレンズであり、技術的に困難である。この加工技術を習得している企業は世界でも数社しかありません。市場の主なサプライヤーは、Limo、Fisba、Svetwheel などです。数年前、国産製品は完全に輸入に依存していましたが、Focuslight が Limo と Haichuang が独自に開発した FAC 製品を買収してからは、国産 FAC は国産製品に取って代わられています。そしてその技術は国際トップレベルに達しています。遅軸コリメートレンズ、ミラー、偏光ビームスプリッター/ビームコンバイナー、集束レンズ、コーティングされた光ファイバー、その他の励起光源光学部品はすべて国内で交換されています。現在、主なサプライヤーは、Haichuang、Focuslight、Fisba、Ingeneric、II -VI などです。IPG ファイバーレーザーのポンプ光源の光学部品は自社で製造および使用されており、外部には販売されていません。