مروری بر توسعه صنعت لیزر و روندهای آینده

① طبقه بندی بر اساس افزایش متوسط

با توجه به رسانه های مختلف بهره، لیزرها را می توان به حالت جامد (شامل جامد، نیمه هادی، فیبر، هیبریدی)، لیزر مایع، لیزر گازی و غیره تقسیم کرد.

لیزرمنبعتایپ کنید	به دست آوردن رسانه	ویژگی های اصلی
منبع لیزر حالت جامد	جامدات، نیمه هادی ها، فیبر نوری، هیبریدی	پایداری خوب، قدرت بالا، هزینه نگهداری کم، مناسب برای صنعتی شدن
منبع لیزر مایع	مایعات شیمیایی	محدوده طول موج اختیاری، اما اندازه بزرگ و هزینه نگهداری بالا
منبع لیزر گازی	گازها	منبع نور لیزر با کیفیت بالا، اما اندازه بزرگتر و هزینه نگهداری بالاتر
منبع لیزر الکترون رایگان	پرتو الکترونی در یک میدان مغناطیسی خاص	توان فوق العاده بالا و خروجی لیزر با کیفیت بالا قابل دستیابی است، اما فناوری ساخت و هزینه های تولید بسیار بالا است.

با توجه به پایداری خوب، قدرت بالا و هزینه نگهداری کم، استفاده از لیزرهای حالت جامد از مزایای مطلق برخوردار است.

در بین لیزرهای حالت جامد، لیزرهای نیمه هادی دارای مزایای بازده بالا، اندازه کوچک، عمر طولانی، مصرف انرژی کم و غیره هستند. ارتباطات، سنجش، نمایش، نظارت و کاربردهای دفاعی، و به پایه مهمی برای توسعه فناوری لیزر مدرن با اهمیت توسعه استراتژیک تبدیل شده است.

از سوی دیگر، لیزرهای نیمه هادی همچنین می توانند به عنوان منبع نور پمپاژ هسته برای لیزرهای دیگر مانند لیزرهای حالت جامد و لیزرهای فیبر استفاده شوند و پیشرفت تکنولوژیکی کل میدان لیزر را به میزان زیادی ارتقاء دهند. همه کشورهای بزرگ توسعه یافته جهان آن را در برنامه های توسعه ملی خود گنجانده اند و از آن پشتیبانی قوی و توسعه سریع برخوردار می شوند.

② با توجه به روش پمپاژ

لیزرها را می توان با توجه به روش پمپاژ به لیزرهای پمپاژ الکتریکی، نوری، پمپ شیمیایی و غیره تقسیم کرد.

لیزرهای پمپ شده الکتریکی به لیزرهایی اطلاق می شود که با جریان برانگیخته می شوند، لیزرهای گازی عمدتاً با تخلیه گاز تحریک می شوند، در حالی که لیزرهای نیمه هادی عمدتاً با تزریق جریان تحریک می شوند.

تقریباً تمام لیزرهای حالت جامد و لیزرهای مایع، لیزرهای پمپ نوری هستند و لیزرهای نیمه هادی به عنوان منبع پمپاژ هسته برای لیزرهای پمپ نوری استفاده می شوند.

لیزرهای پمپ شده شیمیایی به لیزرهایی اطلاق می شود که از انرژی آزاد شده از واکنش های شیمیایی برای تحریک ماده کار استفاده می کنند.

③ طبقه بندی بر اساس حالت عملیات

لیزرها را می توان با توجه به نحوه عملکردشان به لیزر پیوسته و لیزر پالسی تقسیم کرد.

لیزرهای پیوسته دارای توزیع پایداری از تعداد ذرات در هر سطح انرژی و میدان تابش در حفره هستند و عملکرد آنها با تحریک ماده کاری و خروجی لیزر مربوطه به صورت پیوسته در یک دوره زمانی طولانی مشخص می شود. . لیزرهای پیوسته می توانند نور لیزر را به طور مداوم برای مدت زمان طولانی تری تولید کنند، اما اثر حرارتی آشکارتر است.

لیزرهای پالسی به مدت زمانی اطلاق می شود که توان لیزر در مقدار معینی حفظ می شود و نور لیزر خروجی به صورت ناپیوسته با ویژگی های اصلی اثر حرارتی کوچک و قابلیت کنترل خوب است.

④ طبقه بندی بر اساس طول موج خروجی

لیزرها را می توان بر اساس طول موج به عنوان لیزرهای مادون قرمز، لیزرهای مرئی، لیزرهای فرابنفش، لیزرهای فرابنفش عمیق و غیره طبقه بندی کرد. محدوده طول موج نوری که می تواند توسط مواد ساختاری مختلف جذب شود متفاوت است، بنابراین لیزرهایی با طول موج های مختلف برای پردازش دقیق مواد مختلف یا برای سناریوهای کاربردی مختلف مورد نیاز است.لیزرهای مادون قرمز و لیزرهای UV دو لیزر پرکاربرد هستند. لیزرهای مادون قرمز عمدتاً در "پردازش حرارتی" استفاده می شود، جایی که مواد روی سطح مواد گرم شده و تبخیر می شوند تا مواد حذف شوند. در پردازش مواد غیر فلزی فیلم نازک، برش ویفر نیمه هادی، برش شیشه آلی، حفاری، علامت گذاری و سایر زمینه ها، انرژی بالا در زمینه پردازش مواد غیر فلزی فیلم نازک، برش ویفر نیمه هادی، برش شیشه آلی، حفاری، علامت گذاری، فوتون های پر انرژی UV مستقیماً پیوندهای مولکولی روی سطح مواد غیرفلزی را می شکنند تا مولکول ها از جسم جدا شوند و این روش واکنش حرارتی بالایی ایجاد نمی کند بنابراین معمولاً به آن "سرد" می گویند. پردازش". 

به دلیل انرژی بالای فوتون های UV، تولید یک لیزر UV مستمر با توان بالا توسط منبع تحریک خارجی دشوار است، بنابراین لیزر UV به طور کلی با استفاده از روش تبدیل فرکانس اثر غیرخطی مواد کریستالی تولید می شود، بنابراین جریان به طور گسترده استفاده می شود. زمینه صنعتی لیزرهای UV عمدتاً لیزرهای UV حالت جامد هستند.

(4) زنجیره صنعت 

بالادستی زنجیره صنعت استفاده از مواد خام نیمه هادی، تجهیزات پیشرفته و لوازم جانبی تولید مربوطه برای ساخت هسته های لیزر و دستگاه های نوری است که سنگ بنای صنعت لیزر است و آستانه دسترسی بالایی دارد. میانه جریان زنجیره صنعت استفاده از تراشه های لیزری بالادست و دستگاه های نوری، ماژول ها، قطعات نوری و غیره به عنوان منابع پمپ برای ساخت و فروش لیزرهای مختلف از جمله لیزرهای نیمه هادی مستقیم، لیزرهای دی اکسید کربن، لیزرهای حالت جامد، لیزر فیبر و غیره؛ صنعت پایین دستی عمدتاً به مناطق کاربرد لیزرهای مختلف از جمله تجهیزات پردازش صنعتی، LIDAR، ارتباطات نوری، زیبایی پزشکی و سایر صنایع کاربردی اشاره دارد.