Lazer Pompa Kaynağı Üretim Teknolojisinde İlerleme Türkiye

Pompa kaynağındaki temel bileşenler arasında lazer çipi ve yavaş eksenli kolimatör (SAC), hızlı eksenli kolimatör (FAC), polarizasyon ışın ayırıcı/ışın birleştiricisi (PBS/PBC), ayna (Ayna), odaklama merceği (Odaklama merceği) bulunur , fiber optik kafa (FTA) ve diğer lazer optik bileşenler. Her pompa kaynağının 1 polarizasyon ışın ayırıcı/birleştirici, 1 odaklama merceği ve 1 fiber kafa kullanması gerekir. Kullanılan lazer çip sayısı, pompa kaynağının gücüne ve tek bir çipin gücüne bağlı olup, her bir lazer çipinin 1 adet yavaş eksenli kolimatör ile birleştirilmesi gerekir, 1 adet hızlı eksenli kolimatör ve 1 adet reflektör birlikte kullanılır.

Şu anda Raycus ve MAX, pompa kaynaklarının ve COS çiplerinin kapsamlı bağımsız ambalajını yavaş yavaş hayata geçirdi, ancak yüksek güçlü lazer çipleri ile ithal çipler arasında hala belli bir boşluk var. Şu anda piyasadaki pompa kaynağının gücü ağırlıklı olarak 100 W-400 W olup, giderek yüksek bir gelişme eğilimi göstermektedir. Raycus'un 350 W, 370 W ve 500 W pompaları seri üretime geçti. Şu anda pompa modülü maksimum 700-1000 W çıkışa ulaşabilmektedir ve enerjinin %95'inin NA'sı 0.17 dahilindedir. MAX, 2017 yılında kendi kendine üretilen COS çiplerini zaten elde etmişti.

Lazer çipi, yarı iletken pompa kaynağının temel bileşenidir ve güç seviyesi ve performans kararlılığı, çıkış lazer performansını doğrudan etkiler. Lazer çipleri, yerli lazer endüstrisi zincirinin çok zayıf bir halkasıdır. Uzun bir süredir ülkemdeki yüksek güçlü lazer çiplerin neredeyse tamamı ithal ediliyor. İthalat fiyatı nispeten yüksek ve teknik blokajlar var. Lumentum ve II-VI gibi Amerikan şirketleri yüksek güçlü lazer çipleri üretme kapasitesine sahip ve bunları ihraç edebiliyorken, Amerikan IPG, Alman Trumpf ve Nlight bu tür çipleri üretebiliyor ancak satmıyor. Everbright, BWT, Huaguang gibi yerli firmalar ve diğer firmalar çip paketleme teknolojisi konusunda bağımsız tasarım yeteneklerine sahiptir. Raycus şu anda esas olarak Everbright ve BDL'den çip ve pompa kaynakları satın alıyor. 2022'deki tahmini günlük işlem planına göre, 2022'deki satın alma tutarı 400 milyon yuan'a ulaşacak. MAX ayrıca 2017 yılında kendi tek tüplü pompa kaynağını geliştirmeye başladı.

Everbright broşürüne göre, ülkemin iç pazarında 2020 yılında lazer çiplerinin pazar büyüklüğü 529 milyon yuan'dır. "2021 Çin Lazer Endüstrisi Gelişim Raporu" verilerine göre [1], 2020 yılında ülkem 38,000-1 kW'lık yaklaşık 3, 14,000-3 kW'lık ve 6-6 kW'lık yaklaşık 10 fiber lazer sevk edecek. Tablo 2,400'de gösterildiği gibi 1,600 kW üzerinde yaklaşık 10 adet sevk edildi ve yaklaşık 1 adet sevk edildi. Optoelectronics'in hesaplamasına göre, 2020 yılında ülkemin fiber lazer sevkiyatı kabaca toplam 56,000 adet (yaklaşık 194,000kW) olacak ve bu 100,000 yılında toplam fiber lazer sevkıyatlarının 309,000 adedi (yaklaşık 2021kW) aşması bekleniyor. Piyasada yaygın olarak kullanılan pompa kaynaklarının ışıktan ışığa dönüşüm oranına göre endüstriyel pompaların yaklaşık %70'i, yaklaşık %70'i tek çip gücü 20 W, endüstriyel tek çip gücünün %30'u 10 W olup, endüstriyel lazer çiplerin 2020 yılındaki tüketimi yaklaşık 20 milyon tablet olup, 2021 yılında beklenen tüketim ise 31.9 milyon tablettir.

Lazer çiplerle uğraşan yerli Ar-Ge ekipleri arasında Everbright ön sıralarda yer alıyor. 2021 yılında toplam geliri 429 milyon yuan'a, net karı ise 115 milyon yuan'a ulaştı. Yüksek güçlü yarı iletken çipleri yurt içi pazarda lider bir paya sahiptir. Şu anda Everbright, yüksek güç, yüksek güvenilirlik, yüksek verimlilik ve geniş dalga boyu aralığına sahip tek tüplü çiplerin lokalizasyonunu yavaş yavaş gerçekleştirmektedir. Seri üretim gücü 30 W'a ulaşabilir, dalga boyu aralığı 808-1064 nm'yi kapsar ve elektro-optik dönüşüm verimliliği %60-%65'e ulaşır. %, ürün teknolojisi seviyesi yabancı ileri seviye ile senkronize edilir ve alt müşteriler Raycus, MAX, HANS ve FEIBO gibi yerli ana lazer üreticilerini kapsar. Sanayi zincirindeki genel fiyat düşüşü ve yerli ve yabancı üreticilerin rekabet stratejilerinden etkilenen çip fiyatları da düşüş eğilimi gösterdi. Everbright, Bilim ve Teknoloji İnovasyon Kurulu'nda başarılı bir şekilde listelendi ve lazer çiplerin yerelleştirilmesi genel eğilimdir.

Optik bileşenler aynı zamanda hasar eşiği, koaksiyel doğruluk ve kaplama kalitesi çıkış lazer performansını doğrudan etkileyen pompa kaynağının önemli bir parçasıdır. Bunlar arasında hızlı eksenli kolimatör, teknik olarak zor olan silindirik olmayan bir mikromercektir. Dünyada yalnızca birkaç şirket işleme teknolojisinde uzmanlaştı. Piyasadaki ana tedarikçiler Limo, Fisba, Svetwheel vb.'dir. Birkaç yıl önce yerli ürün tamamen ithalata bağımlıydı ancak Focuslight'ın Limo'yu satın alması ve Haichuang'ın bağımsız olarak FAC ürünlerini geliştirmesinden sonra yerli FAC'ın yerini yerli ürünler aldı, ve teknoloji uluslararası lider seviyeye ulaştı. Yavaş eksenli yönlendirme lensleri, aynalar, polarizasyon ışın ayırıcıları/ışın birleştiricileri, odaklama lensleri, kaplamalı optik fiberler ve diğer pompa kaynaklı optik bileşenlerin tümü yurt içinde değiştirildi. Şu anda ana tedarikçiler Haichuang, Focuslight, Fisba, Ingeneric, II -VI vb.'dir. IPG fiber lazerin pompa kaynağının optik bileşenleri kendileri tarafından üretilip kullanılır ve dış dünyaya satılmaz.