Lazeri Kim İcat Etti? 50 Yıllık Geçmişin Gün Yüzüne Çıkarılması

Albert Einstein tarafından 1917 yılında ortaya atılan tek bir fikrin 20. yüzyılın en devrimci icatlarından birine yol açacağını kim düşünebilirdi? Bu makale, lazerin ilgi çekici tarihine dalarak, gelişiminin ardındaki bilimsel atılımları ve kilit figürleri araştırıyor. Okuyucular bu güçlü teknolojinin kökenlerini, çeşitli endüstriler üzerindeki etkisini ve gerçek mucidi hakkında süregelen tartışmaları ortaya çıkaracaklar. Bir zamanlar teorik bir kavram olan lazerin modern dünyamızda nasıl vazgeçilmez bir araç haline geldiğini öğrenmeye hazır olun.

Lazeri Kimin İcat Ettiğini Gerçekten Biliyor musunuz?

İçindekiler

Kesme ve bi̇rleşti̇rme teknoloji̇si̇ endüstriyel sistemde önemli bir teknoloji kümelenmesidir.

Lazer işleme, bu teknoloji kümesinin en parlak mücevherlerinden biridir.

Özellikle günümüzün Endüstri 4.0 ve akıllı üretim çağında, bazı insanlar lazer işlemeyi tüm kesme ve birleştirme teknolojileri arasında akıllı üretim ile en doğal bağlantı olarak görmektedir.

Öyleyse, bugün tüm bu lazer endüstrisi konularına girelim ve fiber lazer endüstrisinin gelişim hikayesini sistematik olarak özetleyelim.

Sektörün ve teknolojinin tarihi, daha sonra sektörde ve girişimcilikte yalnız yürüyenlerin kaçırmaması gereken önemli bir referans ve arka plandır.

İlk olarak, gözden geçirelim ve özetleyelim lazerlerin temelleri.

Lazer "en parlak ışık, en hızlı bıçak, en doğru cetvel" olarak adlandırılmıştır.

İngilizce adı "Laser" olan, yani Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) 20. yüzyılın en önemli bilimsel ve teknolojik buluşlarından biri olarak kabul edilmektedir.

Lazerin bilimsel prensibi olan "Uyarılmış Radyasyon Emisyonu" 1917 yılında Albert Einstein tarafından ortaya atılmıştır, "spontane ve uyarılmış emisyon" teorisi modern lazer teknolojisinin dayandığı fizik olarak kabul edilmektedir.

Uyarılmış Radyasyon Emisyonu 1917 yılında Albert Einstein tarafından önerilmiştir

Einstein, E2 yüksek enerji seviyesindeki bir parçacığın, V = (E2-E1) / h foton frekansı geldiğinde (h Planck sabitidir), parçacığın, bir olasılıkla, aynı frekans, faz, polarizasyon durumu ve fotonların yayılma yönü ile yabancı bir foton yayarken, E2 enerji seviyesinden E1 enerji seviyesine hızlı bir şekilde atlayacağına işaret etti, buna uyarılma radyasyonu denir.

Bunun ne anlama geldiğini anlıyor musunuz?

Fotonlardan birinin diğeriyle tamamen aynı olduğu ortaya çıkıyor. Bu iki foton bundan sonra ne yapacak?

Doğru, bu ikisi ateşleyecek başka parçacıklar bulmaya devam etti ve sayı dörde çıktı.

Süreç, foton sayısının hızla arttığı, orijinal ışık sinyalinin güçlendirilmesine eşdeğer bir nükleer patlama zincirleme reaksiyonu gibidir.

uyarma radyasyonu

Lazer, Einstein'ın ölümünden beş yıl sonra, "kendiliğinden ve uyarılmış emisyon" teorisini önerdiği 1960 yılına kadar yapılmadı.

Neden bu kadar uzun sürdü?

Einstein'ın makalesinde önerilen "uyarılmış soğurma" nedeniyle.

Bir foton E1 enerji seviyesindeki bir parçacığa çarpabilir, onu E2 enerji seviyesine dönüştürebilir, kendi kendine yok olabilir ve sözde zincirleme reaksiyon kaybolur.

Genel malzemeler için, uyarılmış emilen parçacıklar uyarılmış parçacıklardan daha fazladır (daha düşük enerji seviyelerinde E2'den daha fazla E1), bu nedenle geçen ışığın yoğunluğu artırılmayacak ancak azaltılacaktır.

Bir lazer üretmek için temel koşul, "parçacık sayısının tersine çevrilmesi", yüksek enerjili parçacıkların düşük enerjili parçacıklardan daha fazla olmasıdır.

Ama o kadar da zor değil, 1930'lara baktığımızda fizikçiler bunu yapabiliyordu.

Sadece bilim insanları bunu yapmayı düşünmediler çünkü 1930'larda optik teori ve teknoloji konusunda yeterli entegrasyona sahip değillerdi, sonuçta başka birçok önemli keşif vardı.

Bu da lazerin icadını biraz çarpık bir hale getirmektedir. Önce "Maser" (mikrodalga amplifikatörü) geliştirildi ve ardından "Lazer" yaratıldı.

Soldaki Towns ve sağdaki öğrencisi Gordon, bir Maser'in önünde

Yukarıdaki fotoğraf bir klasiktir; Townes solda ve öğrencisi Gordon sağda, bir Maser'in (mikrodalga uyarıcı) önünde.

Arka planda en sağda yer alan kişinin bir Çinli, Wang Tianliang olduğunu ve daha sonra Çin'e dönerek Wuhan Matematiksel Fizik Enstitüsü'nde Spektroskopi Laboratuvarı'nı kurduğunu unutmayın.

Bu, Townes'un Maser'in yaratıcısı olduğu ve bazıları tarafından lazerin mucidi olarak da bilindiği anlamına gelir.

Bununla birlikte, bilim insanları lazerin mucidinin konumu ile de mücadele etmektedir.

Dünya Savaşı sırasında Bell Laboratuvarlarında çalışan Townes, radarın prensipleri ve tasarımı üzerinde çalışmıştır.

Sonuç olarak Townes, mikrodalgaların ve moleküler spektroskopinin yaratılmasıyla ilgilenmeye başladı (radar mikrodalgaları kullanır ve şimdi cep telefonları, wifi ve diğer kablosuz iletişim mikrodalgaları kullanıyor).

İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra Townes Columbia Üniversitesi'ne geçti ve dünyanın ilk mikrodalga uyarıcısını (Maser) geliştirdiği için 1964 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.

Doğal olarak Townes kısa dalga boylu bir mikrodalga uyarıcı (Maser) yapmak istedi.

Adım adım ise, milimetre dalga, milimetre-altı dalga, uzak kızılötesi, orta kızılötesi, yakın kızılötesi, görünür ışık ve ultraviyole ışık.

Townes da bu yönde çalışmaktadır.

Ancak milimetre ve milimetre altı dalgalarda zorluklarla karşılaşıldı ve yine de başarılı olmak zordu, bu yüzden plan şimdilik vazgeçmek ve önce kolay ve önemli olabilecek görünür ışığa yönelmekti.

Townes, kayınbiraderi Sholoh ile birlikte, bu mikrodalga uyarıcının (Maser) görünür aralıkta nasıl uygulanacağına dair çok etkili olan bir teori geliştirmiştir.

Bir neon ampulün yaydığı ışığı nadir toprak kristali üzerine tuttular ve kristal parlak, her zaman toplayıcı bir ışık yaydı.

Aslında, görünür ışık mikrodalga uyarıcısı (Maser), Lazerdir.

Bu, Lazer'in icadı için zemin hazırladı.

Bu sırada yoldan Mayman adında genç bir adam çıktı, çok ilgilendi ve lazeri oluşturmak için Townes ile de temasa geçti.

Ne yazık ki devrimci ekibe kabul edilmedi. Ancak Mayman kendi mutfağını kurdu ve 1960 yılında lazeri yaptı.

Meyman tarafından yapılan yakut lazer

Yukarıdaki resim Mayman tarafından yapılmış bir yakut lazeri göstermektedir.

Mayman yakutu uyarmak için yüksek yoğunluklu bir flaş tüpü kullanıyor. Buradaki anahtar, ışığın kristalden mütevazı bir büyütmeyle geçtiği bir "optik rezonans boşluğuna" sahip olmaktır, ancak her iki uca da bir reflektör takılırsa ve ışık sürekli olarak ileri geri büyütülürse, şaşırtıcıdır.

Üzerinde biraz daha az gümüş kaplama bulunan reflektörün bir parçası ışığın bir kısmını dışarı sızdırır ve bilindik tek yönlü mükemmel lazer ortaya çıkar.

Merman hızlı şeftali toplayıcılarından biri.

Townes ve diğerleri kesinlikle ikna olmamışlardı ve Townes 1964 yılında Nobel Ödülü kazandı ve seviyesi kabul edildi.

Böylece lazerin mucidinin kim olduğuna dair tartışmaların tohumları atılmış oldu.

Tıpkı Edison'un Tesla ve Westinghouse ile elektrik akımı konusunda mücadele etmesi gibi, bilim camiasında da çekişmeler ve rekabetler eksik olmuyor.

İnsanlığın ilerlemesini sağlayan da bu rekabetlerdir.

1960'larda, dünya sosyalizm ve kapitalizm olarak iki kampa bölündüğünde, lazer topluluğu doğal olarak Sovyetler olmadan gelişemezdi.

1964 yılında lazer için Townes ile aynı anda Nobel Ödülü kazanan iki Sovyet fizikçi - Nikolai Basov ve Alexander Prokhorov - ödüle layık görüldü.

Sovyet lider Kruşçev 1960 yılında BM Genel Kurulu toplantısında ayakkabılarını çıkarıp masaya vururken

Sovyet lider Kruşçev'in 1960 yılında BM Genel Kurulu toplantısında ayakkabılarını çıkarıp masaya vurmasının hikayesini hepimiz biliyoruz.

Şunu bilmeliyiz: Siyasetçilerin gücü ve hakimiyetinin arkasında kapsamlı bir ulusal güç vardır.

O dönemde Sovyetler Birliği sadece nükleer silahlar ve havacılıkta değil, lazerler gibi temel bilimlerde de dünyanın en iyisiydi.

Bu Kruşçev'in kendine güveniydi.

Sovyet fizikçi Basov'un önerisi yarı iletken lazerler fiber lazeri geliştirdi.

Basov (sağda) ve Prokhorov (solda) Towns'a (ortada) laboratuvarlarını ziyaret etmeleri için liderlik ediyor

Basov (sağda) ve Prokhorov (solda) Townes'a (ortada) laboratuvarlarını gezdiriyor

Townes ekibi gibi Basov ve Prokhorov da 1955'te bir "Maser" buldular - amonyak moleküler ışın mikrodalga uyarıcısı ve doğal olarak lazerleri düşündüler.

Basov'un katkısı, 1958'de bir makale yayınlaması ve lazer yapmak için yarı iletkenleri kullanma fikrini ortaya atmasıdır (yarı iletkenlerde "parçacık sayısı dönüşümünün" teorik açıklaması) ve 1961'de "taşıyıcı enjeksiyonu" PN kavşaklarını yayınladı. Makalesini yayınladı ve 1963 yılında bir PN junction yarı iletken lazer yarattı (önerdiği prensibe göre ilk olarak Amerikalılar yarattı).

Yarı iletken lazerler ders kitaplarında yer alan yakut lazerler kadar ünlü değildir, ancak uzmanlar yarı iletken lazerlerin teorik öneminin açıkça farkındadır ve potansiyel çok daha büyüktür, bu nedenle Nobel Ödülü için üç yönlü eşitlik iki Sovyet ve bir Amerikalıya gitti.

Yarı iletken lazerlerin avantajları sayısızdır:

  • Elektronları doğrudan fotonlara dönüştürür, elektro-optik dönüşüm verimliliği 50%'nin üzerindedir ve diğerlerinden çok daha yüksektir. lazer türleri.
  • Diğer tiplere göre çok daha uzun, 100.000 saatin üzerinde kullanım ömrü;
  • Yarı iletkenler ayrıca diğer türlerin yapamadığı şekilde çıkışı modüle edebilir.
  • Küçük, hafif ve uygun maliyetli olan yarı iletkenler yakut gibi malzemelerden daha ucuzdur.

Lazer, icat edildiğinde hemen pratik olan ve 1961 yılında ameliyatlarda kullanılmaya başlanan nadir bir teknolojidir.

Lazerin özellikleri çok üstün olduğu için, tüm tutarlılık fotonları özellikle iyidir, bir yöne işaret eder, bir noktaya uygulanan enerji, güneşten bir milyon kat daha parlak olabilir.

Kesme ve işleme için daha yüksek güce sahip bir lazer kullanılabilir.

Kesme, kaynak, ölçme ve işaretleme için birçok kullanım alanı vardır. İletişim, endüstriyel işleme, tıbbi tedavi ve güzellik gibi sayısız endüstride kullanılmakta ve sürekli olarak geleneksel süreçlerin yerini almaktadır.

Bu noktada Çin'den bahsetmek zorundayız.

Bu yıl Çin'in reform ve dışa açılmasının 40. yıldönümü ve 40 yıllık kazanımlar sıfırdan elde edilmiş bir kale değil.

Yeni Çin, ilk 30 yılda temel bilimlere tam bir endüstriyel temel ve yatırım yaptı; bu da son 40 yıldaki ekonomik reform ve kalkışın temelini oluşturdu.

Lazerin ABD'de üretilmesinden bir yıl sonra, 1961 sonbaharında, Changchun Optik ve Mekanik Enstitüsü'nden genç bir araştırmacı olan Wang Zhijiang, hocası Akademisyen Wang Daheng'in rehberliğinde 1961 yılında Çin'in ilk lazerini üretti.

Çin Optiğinin Babası-Akademisyen Wang Daheng

Çin Optiğinin Babası-Akademisyen Wang Daheng

Çin Lazerlerinin Babası - Wang Zhijiang ve Ruby Lazer

Çin Lazerlerinin Babası - Wang Zhijiang ve Ruby Lazer

Çin'in ilk lazeri mevcut, ancak adı henüz mevcut değil.

Tıpkı ilk bebeklerini dünyaya getiren genç bir çift gibi, her zaman isim vermek için saygıdeğer bir büyük bulmayı umarlar.

Ekim 1964'te Çin Bilimler Akademisi Changchun Optik ve Mekanik Enstitüsü tarafından desteklenen "Optical Stimulated Emission Intelligence" (eski adıyla "Light Quantum Amplification Special") dergisinin yayın bölümü Qian Xuesen'e bir mektup yazarak LASER'e Çince bir isim vermesini istedi ve Qian Xuesen "激光" için Çince bir isim önerdi.

Aynı yılın Aralık ayında Şanghay'da Yan Jici başkanlığında 3. Optik Kuantum Amplifikatörü Akademik Konferansı düzenlendi. Tartışmanın ardından Qian Xuesen'in önerisi resmen kabul edildi ve İngilizce "light amplification by stimulated emission of radiation" kısaltması LASER resmi olarak "激光" olarak çevrildi.

Daha sonra "Optical Stimulated Emission Intelligence" dergisi de adını "Laser Intelligence" olarak değiştirdi.

Bilim ve teknolojinin gelişimi, temel kavramların formüle edilmesinden, temel teorilerin oluşturulmasına ve laboratuvar ürünlerinin ortaya çıkmasına kadar adım adım ilerleyen bir konsepti takip eder.

Aslında, ancak sanayileştikten sonra insanlığa hizmet edebilir ve gençleşebilir.

Bu durum lazer teknolojisi için de geçerlidir.

Endüstriyel pazarda, malzeme işleme için kullanılan en eski endüstriyel lazerler çoğunlukla gaz lazerleri ve kristal lazerlerdi.

Gaz lazertipik temsilcisi CO2 Lazer.

Kristal lazerin temsilcisi YAG lazerdir, YAG neodimyum veya iterbiyum eklenmiş itriyum alüminyum garnet anlamına gelir.

Rofin Laser'in CO2 slab lazeri

Bugün, Rofin Laser'in CO2 slab lazer hala büyük bir pazar payına sahiptir.

CO2 lazer makinesi CO2 üretmek için çalışma malzemesi olarak lazer radyasyonuve yardımcı gazlar nitrojen ve helyum da deşarj tüpüne şarj edilir.

Elektroda yüksek voltaj uygulandığında, deşarj tüpünde bir kızdırma deşarjı oluşturularak gaz moleküllerinin lazer ışığını serbest bırakmasına neden olur ve enerji bir lazer ışını oluşturmak üzere yükseltilir.

YAG lazer

YAG lazerin, lazer ışığı üretmek üzere Nd:YAG kristali üzerinde parlayacak ışığı yaymak için "pompa lambası" olarak bir kripton veya ksenon tüpü kullanması gerekir.

Pompa lambasının emisyon spektrumu geniş bantlı sürekli bir spektrumdur. Sadece birkaç spektral tepe Nd iyonları tarafından emilir ve emilmeyen spektral enerjinin çoğu ısı enerjisine dönüştürülür, bu nedenle enerji kullanım oranı düşüktür.

CO2 ve YAG lazerlerin çeşitli eksiklikleri vardır, ancak her birinin kendi avantajları da vardır.

Örneğin, üretilen yüksek güçlü lazer endüstride hala çok kullanışlıdır.

Yarı iletken lazerin birçok avantajı vardır, ancak ölümcül bir zayıflığı vardır: yayılan lazer ışığının kalitesi iyi değildir!

Kristal lazerin çıkış ışını yüksek kalitededir ve yüksek zamansal ve uzamsal tutarlılığa sahiptir. Sadece 2 kilometrelik bir nokta ile aya lazer ışını yaydığı iddia edilmektedir.

Yarı iletken lazerlerin spektral çizgi genişliği ve ışın sapma açısı, kristal lazerlerden birkaç kat daha yüksektir.

Bu nedenle, ilk yarı iletken lazerler genellikle pompa ışık kaynağı olarak kullanılır. Örneğin, yarı iletken lazer kristal lazerin pompası olsun ve ikisinin avantajlarını birleştirsin.

Yarı iletken lazer tarafından yayılan ışık kaynağı, kristal lazer tarafından "optimize" edildikten sonra yüksek kaliteli bir ışın oluşturur ve ardından bunu yayar.

TRUMPF tarafından geliştirilen disk lazeri

Örneğin disk lazer TRUMPF tarafından geliştirilen bu yol izlendi.

TruDisk serisi disk lazerler, hem katı hal lazerlerinin hem de diyot lazerlerinin avantajlarına sahiptir.

Diski ışın kalitesini garanti eder katı hal lazerive ayrıca pompa kaynağı olarak diyot lazerin yüksek enerjisine ve yüksek verimliliğine sahiptir.

Yeri gelmişken, dört yaygın endüstriyel lazerin (bugünün kahramanı fiber lazer de dahil olmak üzere) temel performansını karşılaştıracağım.

Fiber lazerlerin kapsamlı gücü gerçekten göz alıcı ve ezici.

Tablo1 4 yaygın endüstriyel lazerin temel performansının karşılaştırılması

ÖğeCO2 LazerYAG LazerDisk lazerFiber Lazer
Fotoelektrik dönüşüm verimliliği10%3%15%30%
Maksimum çıkış gücü20KW6KW8KW50KW
Işın kalitesi BPP (4/5kW)62582.5
Diyot pompa ömrü5000H1000H10000H100000H
İşletme ve bakım maliyeti (4/5kW)20RMB/H35RMB/H8RMB/H2RMB/H

Sektörde bunun örnekleri sıklıkla görülmektedir.

Eski nesil ürünler pazarı geliştirir, süreç değiştirilir ve ardından yeni nesil ürünler verimlilik iyileştirmeleri sağlar.

Fiber lazerler bu senaryoda verimliliği artırmak için ortaya çıktı.

Fiber lazerin icadı ve piyasaya sürülmesiyle birlikte bazı insanlar değerlerini ikiye katladı ve ünlü oldu.

Bu teknik tuyere denir ve bu tuyeri yapan ve bu tuyere oturan ilk kişi Rus Valentin Gapontsev'dir.

Valentin Gapontsev

Valentin Gapontsev

Gapenchev neden bir tuyere yapıyor ve tuyere oturuyor?

Gapenchev 1939 yılında doğmuştur. Lazer malzeme fiziği alanında kıdemli bir bilim adamı ve Sovyet Bilimler Akademisi Radyo Mühendisliği ve Elektronik Bilimi Araştırma Laboratuvarı'nın başkanıdır. Kendisi özgün bir Sovyet teknik geçmişine sahiptir.

Sovyetler Birliği ve dağılmadan sonra Rusların işlerini yürütmek zor gibi görünüyor, ancak Gapenchev yapacak!

1990'larda Sovyetler Birliği dağıldığında, tüm ekonomi yıkıcı bir darbe almaya başladı ve hatta dağıldı. Kovboyların kovboy olmasının nedeni, tarihin tuzaklarından her zaman sıçrayabilmeleridir.

Sovyetler Birliği'nin dağılmasıyla birlikte 50 yıl boyunca sosyalizm için mücadele etme hedefi ortadan kalktığı için Nagapenchev yeni bir tarihsel ortam ve tarihsel süreçle yüzleşmek zorunda kalacaktır.

1990 yılında IPG Photonics'i kurdu.

2006 yılında Nasdaq'ta (IPGP) listelenmiştir. 2017 yılında geliri 1,4 milyar ABD doları ve mevcut piyasa değeri 6 milyar ABD dolarıdır. Sektördeki en tanınmış fiber lazer şirketidir.

Merkezi Massachusetts'te bulunan IPG'nin Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, Rusya ve İtalya'da üretim tesisleri bulunmaktadır.

Gapenchev, IPG'nin hisselerinin neredeyse yarısını elinde bulunduruyor ve milyarder olmasına rağmen 79 yaşında şirketin yönetim kurulu başkanı ve CEO'su olarak görev yapıyor.

Gapenchev, Devlet Başkanı Medvedev ve Ulaştırma Bakanı Sokolov'a IPG'nin Rusya'daki üretim üssünü ziyaretlerinde eşlik etti

2009 yılında Gapenchev, Başkan Medvedev ve Ulaştırma Bakanı Sokolov ile birlikte IPG'nin Rusya'daki üretim üssünü ziyaret etti

Gapenchev, 2009 yılında Amerikan Lazer Derneği tarafından verilen ve akademik başarılarının sektör tarafından takdir edildiği Arthur Scholo Ödülü'nü almıştır.

Gapenchev, 2010 yılında Rus bilim ve teknolojisinin en yüksek onuru olan Rusya Ulusal Bilim ve Teknoloji Ödülü'nü kazandı.

Aslında Gapenchev, Amerika Birleşik Devletleri ve Rusya çifte vatandaşlığına sahiptir.

Dünya tarihinin değişimleri altında Sovyet bilim adamlarının genlerini Amerikan sermaye piyasası ile akıllıca birleştiren dahi bir bilim adamı olduğu söylenebilir.

Peki, Gapenchev tarihin akışı içinde fiber lazerlerle nasıl bir servet kazandı ve hala bu onura sahip?

Daha önce bahsedilen pompa ışık kaynağı olarak yarı iletken lazer ile kristal lazere geri dönmeliyiz.

Genel olarak, dökme kristaller kısa dalga boylarına sahip yüksek enerjili fotonları emer ve bunları daha uzun dalga boylarına sahip düşük enerjili fotonlara dönüştürür. Enerjinin bir kısmı her zaman radyatif olmayan bir geçişle ısı enerjisine dönüştürülür.

Isı enerjisinin bu kısmı masif kristalde dağıtılamazsa ölümcül olacak ve bir süre içinde yanacaktır, bu nedenle ısı dağıtımı sorunu çok önemlidir.

Yığın kristal ince bir şerit haline getirilebilirse, ısı yayma alanı çok büyük olacak ve bu da sorunu çözebilecektir. Bu aslında bir optik fiberin görünümüdür.

Birisi 1964 yılında bir cam lazer yaptı. Işık kaynağı yarı iletken bir lazer olmamasına rağmen kristal optik fiber kullanıyordu.

Ancak, optik fiberin kendisi o zamanlar geliştirilmemişti ve kusurlar çok büyüktü ve ışık kaynağının optik fibere odaklanması zordu, bu nedenle bu rotada 20 yıldan fazla bir süre ilerleme kaydedilmedi.

1980'lere gelindiğinde, pompa olarak yarı iletken lazerler büyük ilerleme kaydetmiş ve optik fiberler de ağ iletişiminin gelişmesiyle büyük ilerleme kaydetmiş ve fiber lazerlerin teknik koşulları giderek olgunlaşmıştır.

1987 yılında Birleşik Krallık'taki Southampton Üniversitesi ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Bell Laboratuvarları, erbiyum katkılı fiber amplifikatörün fizibilitesini kanıtladı ve önemli bir bilimsel atılım gerçekleştirdi.

Ancak endüstriyel atılım, 1990 yılında Gapenchev tarafından kurulan IPG'de uzun yıllar süren ısrarın ardından elde edildi.

Fiber lazerler, birden fazla disiplini içeren çok ileri teknoloji ürünüdür.

Pompalanan yarı iletken lazerin gücü artırılmalı ve fiberin amplifikasyon performansı sürekli olarak iyileştirilmelidir.

Optik fiberi geliştirmenin püf noktası, ona çeşitli nadir toprak elementleri eklemektir.

IPG, Batı ülkelerinde tipik bir yüksek teknoloji kuruluşudur ve araştırma ve geliştirme basit değildir ve ürün kar oranı 50-60% kadar yüksektir.

Fiber lazerler, yarı iletken lazerlerin bir dizi avantajına ve kristal lazerlerin yüksek ışın kalitesi avantajlarına sahiptir.

Endüstriyel açıdan bakıldığında, fiber lazerlerin avantajları CO2 lazerler ve YAG lazerler ve avantajları o kadar büyük ki karşılaştırılabilir bir şey yok.

Fiber lazerler kesinlikle ideal ışın kalitesinin yanı sıra yarı iletken lazerlerin ultra yüksek dönüşüm verimliliğine sahiptir ve optik fiberler ve LED ışıklar gibi tamamen bakım gerektirmez, yüksek stabilite ve küçük boyuta sahiptir. Gerçekten mükemmel bir üründür.

Elbette yeni yüksek teknoloji ürünlerinin bir dezavantajı var: pahalı olmaları.

Bu dünyada, herhangi bir ürün Çin'de bir pazar bulabildiği sürece, kesinlikle iyi satacaktır.

Ürün ne kadar pahalı olursa olsun, Çin'de sanayileşebildiği sürece maliyet her zaman düşük tutulabilir.

Bu noktada, fiber lazer endüstrisinin nabzını tutan bir başka Çinli'den bahsetmemiz gerekiyor, o da Gao Yunfeng.

1996 yılında Gao Yunfeng Han's Laser'i kurdu.

Pazara girmek için, IPG tarafından üretilen fiber lazerlerin çeşitli "lazer markalama makineleri" ve "lazer markalama makineleri" gibi çeşitli lazer işleme ekipmanlarına entegre edilmesi gerekmektedir.lazer kesim makineleri.”

Han's Laser, IPG ile bir işbirliği modeli buldu ve işleme makineleri yapmak için fiber lazerler satın aldı.

Her ne kadar IPG lazerler pahalıdır, sistem entegre edildikten sonra tüm makine maliyeti düşürecek ve iyi performans gösterecektir.

Bu nedenle, Çin'de fiber lazerlerin uygulanması gelişti ve tüm endüstriyel zincir inişli çıkışlı bir şekilde gelişiyor.

Amerika Lazer Derneği (LIA) Han'ın Lazerini dijital ekranda yayınladı

2018 yılında IPG ve Han's Laser, Laser Society of America'nın yönetim birimleri olarak seçildi.

Amerika Lazer Derneği (LIA), Amerika Birleşik Devletleri'nin Times Meydanı'ndaki dünyaca ünlü Thomson Reuters Binası'nın dijital ekranından yayın yaptı: "LIA, 50. yıldönümü vesilesiyle Coherent, Han's Laser, IPG Photonics ve TRUMPF'a destekleri için teşekkür eder. ."

Şu anda bile IPG için ana pazar hala Çin'dir.

2018 yılında IPG'nin satışlarının 49%'si Çin pazarına bağlıydı.

2017 yılında IPG'nin piyasa değeri 6 milyar ABD dolarının üzerine çıkarken, Han's Laser'in piyasa değeri 55 milyar yuana ulaştı.

İkisi basitçe bir çift kardeştir.

Elbette bugünkü Çin-ABD ticaret savaşı yüksek teknoloji şirketlerinin hisse senetlerini etkiledi.

Bu soru genel çevreye aittir ve bu makalenin kapsamı dışındadır.

20 yıldan daha uzun bir süre önce, Sovyetler Birliği'nin dağılması, ekonomik küreselleşme ve Çin üretiminin başlamasıyla birlikte fiber lazer endüstrisi IPG ve Han's Laser'i ortaya çıkardı.

Peki şimdi, 20 yıl sonra, fiber lazer endüstrisi nerede?

Çin'de en iğrenç IPG'nin Wuhan olduğu söyleniyorsa Raycus.

ABD'de yaşayan bir doktor olan Dr. Min Dapeng tarafından kurulan Raycus, ilk 10W darbeli fiber lazer setini 2008'den 20kW fiber lazerlere kadar 2018'de piyasaya sürmüştür.

Raycus Lazer

IPG'nin bakış açısına göre, Raycus pazarı çılgınca mahvetti.

Fiyatları düşürdüler ve ardından küçük bir kar marjı içinde çalışarak fiyatları düşürdüler, bu da piyasa fiyatlarını baltaladı.

Ruike'nin fiyatı her yıl neredeyse 50% veya daha fazla düşüyor ki bu inanılmaz.

2010 yılında IPG 20 watt'lık bir fiber lazeri 150.000'den fazla bir fiyata satabiliyordu. Şimdi Raycus'un teklifi 8.800 ve IPG rekabet edemiyor.

Sonunda, IPG'nin iyi kardeşi Han'ın Lazeri bile kullanılmaya başlandı.

İşin püf noktasının çok basit olduğu söyleniyor. Yerli bir üreticiden kullanmak için birkaç fiber lazer isteyin, arayüz tanımını açmalarına izin verin, başarıyı kopyalayacak bazı insanlar bulun ve sonra satın almayı bırakın.

Bu nedenle IPG'ye göre Çinliler aslında pazarı yok etti.

Elbette kalçalar farklı pozisyonlardaysa farklı şeyler söyleyeceklerdir.

O zamanlar, Çin'de en ileri lazer teknolojisinin gelişimi dünyanın üçte biri kadardı.

Çin'in bakış açısına göre, Çinli şirketler gerçekten de piyasayı öldürmeden belirli bir kâr sağlama öncülüğünde maliyetleri büyük ölçüde düşürebilir. Gerçek etki, uygulamayı hızlı bir şekilde teşvik etmektir.

Aslında, endüstriyel lazerlerin popülaritesi Çin'in maliyet düşürme ve uygulama teşvikine bağlıdır.

Hindistan ve Vietnam gibi belirli bir ölçekte üretim uygulaması talebi olan ülkeler de Çin'de üretilen düşük maliyetli endüstriyel lazer ekipmanlarını kullanmaktadır ve Raycus ürünleri ile oldukça tanınmaktadırlar.

Samsung'un Vietnam'daki fabrikasında çok sayıda Çinli şirketin makineleri kullanılıyor.

Dahası, Çinli şirketlerin maliyetleri çılgınca düşürebilmelerinin nedeni, büyük ölçekli sanayi zincirinin tamamlanmış olmasıdır.

Örneğin, optik lensler Almanya'da 10.000, Çin'de ise 1.000 dolara mal olmaktadır.

Silindir kılavuzları gibi parçalar yurt içinde üretilmektedir ve yerelleştirme yapılmayan çok az çekirdek parça vardır.

Yerelleştirmenin ilerlemesiyle birlikte maliyet hızla düştü. 2015 yılında 3 watt'lık bir ultraviyole lazer 90.000'e satılırken şimdi 20.000'e satılıyor.

Dahası, Çin'in çok sayıda Ar-Ge personeli, sektördeki rekabeti müşteri ihtiyaçlarını hızlı bir şekilde karşılama yarışına dönüştürdü.

Han'ın Laser'i Vietnam'da Güney Koreli EO ile rekabet ettiğinde, aynı konfigürasyona sahip ürünler 100.000'den fazla daha ucuzdu, çünkü IPG'nin parçaları ucuzdu ve çok sayıda genç mühendis gece gündüz hata ayıklama için Samsung'un Vietnam fabrikasına gönderildi.

EO tarafından gönderilen birkaç Koreli mühendis var ve saçları ağarmış.

Amerikan şirketinin otomatik lazer ekipmanı yarım yıl sürüyor ve Çinli şirket doğrudan 30%'yi teklif ediyor ve inşaat süresi bir ay.

Amerika Birleşik Devletleri'nde bu işi emekli olmak üzere olan yaşlı mühendisler yapıyor. Emekli olduktan sonra kimse yapmayacak.

Lazer geliştirme tarihi boyunca, eski Sovyetler Birliği'nden devralınan yarı iletken lazer teknolojisi, Çin'in büyük talebi ve maliyet düşürme teşviki nedeniyle fiber lazere dönüştü.

Raycus şu anda Çin'in tek fiber üreticisi değil lazer üreticisiAncak piyasa kızıl bir deniz oluşturmuş gibi görünüyor.

Bu pazarın gelecekte ne hale geleceğini kimse bilmiyor.

Bir şeyi analiz ederken, bazen mevcut siloların dışına çıkmamız gerekir. Örneğin, son yıllarda yarı iletken lazer bağlantı teknolojisinin gelişmesi nedeniyle, yüksek güçlü yarı iletken lazerler yavaş yavaş büyük ölçekli endüstriyel işleme uygulamalarına başlamıştır.

Ayrıca bakınız:

Lazerin Tarihçesi: 1960 - 2019

Unutmayın, paylaşmak önemsemektir! : )
Shane
Yazar

Shane

MachineMFG'nin Kurucusu

MachineMFG'nin kurucusu olarak, kariyerimin on yıldan fazlasını metal işleme sektörüne adadım. Kapsamlı deneyimim, sac metal imalatı, talaşlı imalat, makine mühendisliği ve metaller için takım tezgahları alanlarında uzman olmamı sağladı. Bu konular hakkında sürekli düşünüyor, okuyor ve yazıyorum, sürekli olarak alanımın ön saflarında kalmaya çalışıyorum. Bilgi ve uzmanlığımın işiniz için bir değer olmasına izin verin.

Ayrıca Beğenebilirsiniz
Onları sadece sizin için seçtik. Okumaya devam edin ve daha fazlasını öğrenin!

Lazer Deplasman Sensörlerinin Çalışma Prensibini Anlama

Nesneye hiç dokunmadan mesafeleri nokta atışı hassasiyetle ölçtüğünüzü hayal edin. Lazer yer değiştirme sensörleri, konum, yer değiştirme ve daha fazlasının hassas ölçümlerini yakalamak için lazer teknolojisini kullanarak tam da bunu yapar. İçinde...

Fiber Lazer vs Katı Hal Lazeri: Açıklanan Farklar

Bir sonraki projeniz için fiber lazerler ve katı hal lazerleri arasında seçim yapma konusunda kafanız mı karıştı? Bu makale, uygulamalarındaki, hassasiyetlerindeki ve performanslarındaki temel farklılıkları incelemektedir. Bunları anlayarak...

5 Lazer Türü Karşılaştırıldı

Belirli görevler için bir lazeri diğerinden daha iyi yapan nedir? İster metali kesiyor ister bileşenleri hassas bir şekilde işaretliyor olsun, lazer seçimi verimliliği ve kaliteyi büyük ölçüde etkileyebilir. Bu makale...
Nanosaniye vs Pikosaniye vs Femtosaniye Lazer

Nanosaniye vs Pikosaniye vs Femtosaniye Lazer: Açıklamalı

Lazerlerin malzemeleri nasıl bu kadar hassas bir şekilde kesebildiğini hiç merak ettiniz mi? Bu makale nanosaniye, pikosaniye ve femtosaniye lazerlerin büyüleyici dünyasını keşfediyor. Bu lazerlerin nasıl çalıştığını öğreneceksiniz...
MachineMFG
İşinizi bir sonraki seviyeye taşıyın
Haber bültenimize abone olun
En son haberler, makaleler ve kaynaklar haftalık olarak gelen kutunuza gönderilir.

Bize Ulaşın

Cevabımızı 24 saat içinde alacaksınız.