Прогрес у технології виробництва лазерного джерела накачування Україна

Основні компоненти джерела накачування включають лазерний чіп і коліматор із повільною віссю (SAC), коліматор із швидкою віссю (FAC), поляризаційний розподільник/об’єднувач променів (PBS/PBC), дзеркало (Mirror), фокусуючу лінзу (Focusing lens) , оптоволоконна головка (FTA) та інші лазерні оптичні компоненти. Кожне джерело накачування має використовувати 1 поляризаційний розділювач/комбайнер променя, 1 фокусувальну лінзу та 1 волоконну головку. Кількість використовуваних лазерних чіпів залежить від потужності джерела накачування та потужності окремого чіпа, і кожен лазерний чіп потрібно об’єднати з 1 коліматором із повільною віссю, 1 коліматором із швидкою віссю та 1 рефлектором.

В даний час Raycus і MAX поступово реалізували комплексну незалежну упаковку джерел накачування та мікросхем COS, але все ще існує певний розрив між потужними лазерними мікросхемами та імпортованими мікросхемами. В даний час потужність джерела насоса на ринку в основному становить 100 Вт-400 Вт, і він демонструє все більш високу тенденцію розвитку. Насоси Raycus потужністю 350 Вт, 370 Вт і 500 Вт досягли масового виробництва. В даний час насосний модуль може досягати максимальної потужності 700-1000 Вт, а NA 95% енергії знаходиться в межах 0.17. У 2017 році MAX вже створив чіпи COS самостійно.

Лазерний чіп є основним компонентом напівпровідникового джерела накачування, і його рівень потужності та стабільність роботи безпосередньо впливають на продуктивність вихідного лазера. Лазерні чіпи є дуже слабкою ланкою в ланцюжку вітчизняної лазерної промисловості. Довгий час майже всі потужні лазерні мікросхеми в моїй країні імпортуються. Імпортна ціна є відносно високою, і існують технічні блокування. Такі американські компанії, як Lumentum і II-VI, мають можливість виробляти потужні лазерні мікросхеми і можуть їх експортувати, тоді як американські IPG, німецькі Trumpf і Nlight можуть виробляти такі мікросхеми, але не продавати їх. Вітчизняні компанії, такі як Everbright, BWT, Huaguang та інші компанії, мають незалежні можливості проектування технології упаковки мікросхем. Зараз Raycus в основному закуповує мікросхеми та джерела накачування у Everbright і BDL. Згідно з орієнтовним щоденним планом транзакцій у 2022 році, сума закупівлі у 2022 році досягне 400 мільйонів юанів. У 2017 році MAX також почав розробляти власний однотрубний джерело насоса.

Відповідно до проспекту Everbright, розмір ринку лазерних чіпів на внутрішньому ринку моєї країни у 2020 році становить 529 мільйонів юанів. Згідно з даними «Звіту про розвиток лазерної промисловості Китаю за 2021 рік» [1], у 2020 році моя країна поставить близько 38,000 1 волоконних лазерів потужністю 3-14,000 кВт, приблизно 3 6 — 6-10 кВт і 2,400-1,600 кВт. Близько 10 одиниць було відвантажено, і близько 1 одиниць понад 2020 кВт, як показано в таблиці 56,000. Згідно з підрахунками Optoelectronics, у 194,000 році поставки волоконного лазера в мою країну становитимуть приблизно 100,000 309,000 одиниць (приблизно 2021 70 кВт), і це очікується, що загальна кількість поставок волоконного лазера перевищить 70 20 одиниць (приблизно 30 10 кВт) у 2020 році. Відповідно до коефіцієнта перетворення світло-світло для джерел накачування, які зазвичай використовуються на ринку, приблизно 20%, приблизно 2021% промислових потужність одного чіпа становить 31.9 Вт, а XNUMX% потужності промислового одного чіпа становить XNUMX Вт, споживання промислових лазерних чіпів у XNUMX році становить близько XNUMX мільйонів планшетів, а очікуване споживання в XNUMX році становить XNUMX мільйона планшетів.

Серед вітчизняних науково-дослідних команд, які займаються лазерними чіпами, Everbright займає перше місце. У 2021 році його загальний дохід досяг 429 мільйонів юанів, а чистий прибуток – 115 мільйонів юанів. Його потужні напівпровідникові мікросхеми займають провідну частку внутрішнього ринку. В даний час Everbright поступово реалізувала локалізацію однотрубних чіпів з високою потужністю, високою надійністю, високою ефективністю та широким діапазоном довжин хвиль. Потужність масового виробництва може досягати 30 Вт, діапазон довжин хвиль охоплює 808-1064 нм, а ефективність електрооптичного перетворення досягає 60%-65%. %, технологічний рівень продукту синхронізований із передовим іноземним рівнем, а наступні клієнти охоплюють вітчизняних основних виробників лазерів, таких як Raycus, MAX, HANS і FEIBO. Під впливом загального падіння цін у галузевому ланцюжку та конкурентних стратегій вітчизняних та іноземних виробників ціни на мікросхеми також продемонстрували тенденцію до зниження. Компанія Everbright була успішно включена до списку Рад з науково-технічних інновацій, і локалізація лазерних мікросхем є загальною тенденцією.

Оптичні компоненти також є важливою частиною джерела накачування, поріг пошкодження, коаксіальна точність і якість покриття безпосередньо впливають на продуктивність вихідного лазера. Серед них коліматор швидкої осі являє собою нециліндричну мікролінзу, що є технічно складною. Лише кілька компаній у світі освоїли технологію обробки. Основними постачальниками на ринку є Limo, Fisba, Svetwheel тощо. Кілька років тому внутрішній продукт повністю залежав від імпорту, але після того, як Focuslight придбав Limo та Haichuang незалежно розробили продукцію FAC, вітчизняні FAC були замінені вітчизняними продуктами, і технологія досягла провідного міжнародного рівня. Колімаційні лінзи з повільною віссю, дзеркала, поляризаційні розділювачі/об’єднувачі променів, фокусуючі лінзи, оптичні волокна з покриттям та інші оптичні компоненти джерела накачування – усі вони були замінені всередині країни. Наразі основними постачальниками є Haichuang, Focuslight, Fisba, Ingeneric, II -VI тощо. Оптичні компоненти джерела накачування волоконного лазера IPG виробляються та використовуються самостійно, а не продаються зовнішньому світу.