1. Tirohanga ahumahi laser
(1) Whakataki Taiaho
Ko te Taiaho (Te Whakanuia Maama e te Whakaoho Whakaoho o te Irirangi, whakapotohia hei LASER) he kurupae whakahiato, monochromatic, hono, arataki o te marama i puta mai i te whakakaha o te iraruke marama i te waa whaiti na roto i nga urupare hikaka me te rauropi.
I ahu mai te hangarau taiaho i te timatanga o te tekau tau atu i 1960, na te mea he rereke te ahua mai i te marama noa, katahi ka whakamahia nuitia te laser ki nga momo mara me te tino awe i te whanaketanga me te huringa o te aoiao, hangarau, ohanga me te hapori.
Ko te whanautanga o te taiaho kua tino rerekee te ahua o te mata o te mata o mua, te whakawhänui i te ahupūngao matarohia ki roto i te kaupapa hangarau-nui hou e uru ana ki nga optics puāwaitanga me nga whakaahua hou, e kore e taea te whakakapi ki te whanaketanga o te ohanga tangata me te hapori. Kua whai hua te rangahau ahupūngao taiaho ki te puāwai o nga peka nui e rua o te ahupūngao whakaahua hou: te whakaahua hiko me te whakaahua whakaahua. Ka kapi i nga optics kore raina, optics quantum, computing quantum, taiaho taiaho me te whakawhitiwhiti korero, laser plasma ahupūngao, laser matū, taiaho koiora, taiaho rongoa, ultra-precise laser spectroscopy me metrology, laser atomic ahupūngao tae atu ki te whakamahana taiaho me te rangahau o Bose-Einstein. , rauemi mahi taiaho, hanga taiaho, hanga maramara moroiti-optoelectronic taiaho, taiaho 3D me te neke atu i te 20 nga waahanga o te ao me nga tono hangarau. Ko te Tari o te Taiaho Pūtaiao me te Hangarau (DSL) kua whakaturia ki nga waahi e whai ake nei.
I roto i te ahumahi whakangao laser, kua uru te ao ki te wa o te "hanga marama", e ai ki nga tatauranga ahumahi laser o te ao, 50% o te GDP a-tau o te United States1 e pa ana ki te tere tere o te maakete o nga tono laser taumata-tiketike. He maha nga whenua whakawhanakehia, e tohuhia ana e te United States, Germany me Japan, kua oti te whakakapi i nga tikanga tuku iho me te tukatuka laser i roto i nga umanga whakangao nui penei i te motuka me te waka rererangi. Ko te laser i roto i te ahumahi ahumahi kua whakaatu i te kaha nui mo te utu iti, te kounga teitei, te tino pai me nga tono whakangao motuhake e kore e taea te whakatutuki e te hanga tikanga, a kua waiho hei taraiwa nui mo te whakataetae me te mahi hou i waenga i nga whenua ahumahi nui o te ao. Kei te kaha tautoko nga whenua i te hangarau taiaho hei tetahi o o ratou tino hangarau tapahi-mata me te hanga mahere whanaketanga ahumahi laser motu.
(2)TaiahoPuna Pripiripia
Ko te laser he taputapu e whakamahi ana i te rauropi hihiko ki te whakaputa i te marama e kitea ana, e kore e kitea ranei, me te hanganga matatini me nga arai hangarau teitei. Ko te punaha whatu te nuinga tito o te puna papu (puna excitation), riro reo (matū mahi) me te kōhao resonant me ētahi atu rauemi taputapu whatu. Ko te reo taonga te puna o te hanga whakaahua, a ma te tango i te kaha i puta mai i te puna papu, ka peke te reo taonga mai i te whenua ki te ahua hikaka. I te mea kaore e tau te ahua hikaka, i tenei wa, ka tukuna te kaha o te arai taonga ki te hoki ki te ahua o te whenua. I roto i tenei tukanga o te tuku pūngao, te reo taonga hua whakaahua, me enei photons i te tohu tiketike o te ōritetanga i roto i te pūngao, roangaru me te ahunga, kei te whakaata tonu ratou i roto i te kōhao resonant whatu, nekehanga tauutuutu, kia rite ki te whakanui tonu, me te mutunga. pupuhihia te taiaho ma te whakaata hei hanga i te kurupae laser. I te mea ko te punaha whatu matua o nga taputapu kapeka, ko te mahi a te taiaho he maha tonu te whakatau i te kounga me te mana o te kurupae putanga o nga taputapu taiaho, ko te waahanga matua o te taputapu taiaho kapeka.
Ko te puna papu (puna whakaihiihi) e whakarato ana i te whakaihiihi hiko ki te reo taonga. Kei te harikoa te reo taonga ki te whakaputa whakaahua hei whakaputa me te whakanui i te laser. Ko te kohanga resonant ko te waahi e whakatauhia ai nga ahuatanga o te photon (te auau, te wahanga me te ahunga o te mahi) kia whiwhi ai i te puna marama o te kounga teitei ma te whakahaere i nga oscillations photon i roto i te rua. Ko te puna papua (puna whakaihiihi) e whakarato ana i te whakaihiihi hiko mo te reo taonga. Kei te harikoa te reo taonga ki te whakaputa whakaahua hei whakaputa me te whakanui i te laser. Ko te kohanga resonant te waahi e whakatikahia ai nga ahuatanga o te photon (te auau, te wahanga me te ahunga o te mahi) kia whiwhi ai i te puna marama o te kounga teitei ma te whakahaere i nga oscillations photon i roto i te rua.
(3)Te whakarōpūtanga o te Pūtake Taiaho
Ka taea te whakarōpūtia te puna taiaho kia rite ki te whiwhi reo, te roangaru whakaputa, te aratau mahi, me te aratau papu, penei
① Whakar
E ai ki nga momo rereke rereke, ka taea te wehewehe i nga lasers ki te ahua totoka (tae atu ki te totoka, semiconductor, muka, hybrid), lasers wai, lasers hau, etc.
| TaiahoPunaMomo | Whiwhi Media | Nga waahanga matua |
| Pūtake Taiaho Mārō | He totoka, he hikoi, he muka muka, he ranu | He pai te pumau, te mana nui, te utu tiaki iti, e tika ana mo te ahumahi |
| Pūtake Taiaho Wai | Wai matū | Ko te awhe roangaru whiriwhiri ka pa, engari he nui te rahi me te utu tiaki nui |
| Pūtake Taiaho Hau | Nga hau | Ko te puna rama laser kounga teitei, engari he nui ake te rahi me te utu tiaki |
| Putake Taiaho Irahiko Koreutu | He kurupae irahiko i roto i tetahi papa autō | Ka taea te whakatutuki i te mana ultra-tiketike me te whakaputa laser kounga teitei, engari he tino nui te hangarau hangahanga me nga utu whakaputa |
Na te pai o te pumau, te kaha nui me te utu tiaki iti, ka tino whai hua te tono o nga lasers-kore.
I roto i te taiaho totoka-kāwanatanga, lasers semiconductor i nga painga o te kakama teitei, te rahi iti, te roa o te ora, te iti o te kaha o te kaha, me etahi atu I tetahi taha, ka taea te whakamahi tika hei puna marama matua me te tautoko mo te tukatuka laser, hauora, te whakawhitiwhiti korero, te rongo, te whakaatu, te aro turuki me nga tono whakamarumaru, a kua waiho hei kaupapa nui mo te whanaketanga o te hangarau laser hou me te hiranga whanaketanga rautaki.
I te tahi a‘e pae, e nehenehe atoa te mau laser semiconductor e faaohipahia ei tumu papu papuraa no te tahi atu mau lasers mai te mau lasers solid-state me te fiber lasers, e whakatairanga nui ana i te ahunga whakamua hangarau o te mara laser katoa. Ko nga whenua whakawhanake nui katoa o te ao kua whakauruhia ki roto i a raatau mahere whanaketanga a-motu, he kaha te tautoko me te tere tere.
② E ai ki te tikanga papu
Ka taea te wehewehe i nga lasers ki nga miihini hiko, ki te miihini, ki te miihini matū, me etahi atu e ai ki te tikanga pupuhi.
Ko nga laser hiko e tohu ana ki nga laser e hikaka ana i te waa, ko nga laser hau e tino hikaka ana i te rere hau, ko nga lasers semiconductor e tino hikaka ana na te werohanga o naianei.
Tata ki te katoa o nga lasers ahua totoka me nga lasers wai he laser papua whatu, a ka whakamahia nga lasers semiconductor hei puna matua papu mo nga laser papu.
Ko nga laser e pupuhi ana i te matū e tohu ana ki nga laser e whakamahi ana i te kaha i tukuna mai i nga tauhohenga matū hei whakaohooho i te rauemi mahi.
③Whakaraupapa ma te aratau mahi
Ka taea te wehewehea nga lasers ki nga lasers tonu me nga lasers pulsed kia rite ki to raatau mahi.
Ko nga lasers tonu he tohatoha pumau o te maha o nga matūriki i ia taumata o te kaha me te mara iraruke i roto i te kohanga, a ko ta raatau mahi e tohuhia ana e te whakahihiri o te rauemi mahi me te whakaputa laser e rite ana i roto i te waa roa mo te wa roa. . Ka taea e nga laser mau tonu te whakaputa i te rama laser mo te wa roa, engari ka tino kitea te paanga o te waiariki.
Ko nga lasers Pulsed e tohu ana ki te roa o te wa e mau tonu ai te mana laser ki tetahi uara, me te rama laser whakaputa i roto i te ahua kore, me nga ahuatanga matua o te iti o te wera me te pai o te whakahaere.
④ Te whakarōpū ma te roangaru whakaputa
Ka taea te whakarōpūtia nga lasers i runga i te roangaru rite lasers infrared, lasers kitea, lasers ultraviolet, lasers ultraviolet hohonu, me etahi atu. He rereke te awhe o te roangaru o te marama ka taea e nga momo hanganga rereke, na reira ka hiahiatia nga laser o nga roangaru rereke mo te tukatuka pai o nga rauemi rereke, mo nga ahuatanga tono rereke ranei.Ko nga lasers infrared me nga lasers UV ko nga laser e rua e tino whakamahia ana. Ko nga lasers infrared e whakamahia ana i roto i te "tukatuka waiariki", i reira ka werahia nga mea kei runga i te mata o te papanga me te kohu (whakaeto) ki te tango i te rauemi; i roto i te kiriata angiangi te tukatuka rauemi kore-whakarewa, te tapahi angiangi semiconductor, te tapahi karaihe organic, te keri, te tohu me etahi atu mara, te kaha nui I roto i te waahi o te kiriata kikokore te tukatuka rauemi kore-whakarewa, te tapahi angiangi semiconductor, te tapahi karaihe organic, te keri, te tohu, me etahi atu, ko te kaha nui o nga whakaahua UV ka pakaru tika i nga here ngota i runga i te mata o nga mea whakarewa-kore, kia taea ai te wehe i nga ngota mai i te mea, a kaore tenei tikanga e whakaputa i te tauhohenga wera nui, no reira ka kiia ko te "makariri. tukatuka".
Na te nui o te kaha o nga whakaahua UV, he uaua ki te whakaputa i tetahi taiaho UV tonu mana teitei na roto i te puna whakaongaonga o waho, na reira ko te taiaho UV te nuinga o te wa i hangaia e te tono o nga rauemi karaihe kore-a-rangi te tikanga huringa auau, na te mea i whakamahia nuitia. mara ahumahi o lasers UV te nuinga totoka-kāwanatanga lasers UV.
(4) mekameka ahumahi
Ko te taha whakarunga o te mekameka ahumahi ko te whakamahi i nga rauemi mata semiconductor, nga taputapu teitei me nga taputapu whakangao e pa ana ki te hanga i nga miihini laser me nga taputapu optoelectronic, koinei te kokonga o te umanga laser me te paepae uru nui. Ko te waenganui o te mekameka ahumahi ko te whakamahi i nga maramara taiaho whakarunga me nga taputapu optoelectronic, modules, waahanga whatu, me etahi atu hei puna papu mo te hanga me te hoko o nga momo lasers, tae atu ki nga lasers semiconductor tika, lasers carbon dioxide, lasers solid-state, lasers muka, etc.; Ko te ahumahi o raro te nuinga e pa ana ki nga waahanga tono o nga momo laser, tae atu ki nga taputapu tukatuka ahumahi, LIDAR, nga korero whakaata, te ataahua hauora me etahi atu ahumahi tono.
①Ko nga kaiwhakarato o runga
Ko nga rauemi mata mo nga hua whakarunga penei i te maramara laser semiconductor, nga taputapu me nga waahanga he maha nga momo kongakonga, nga rauemi muka me nga waahanga miihini, tae atu ki nga taputapu, nga wera wera, nga matū me nga huinga whare. Ko te tukatuka maramara e hiahia ana ki te kounga teitei me te mahi o nga rauemi mata o runga, ko te nuinga mai i nga kaiwhakarato ke, engari kei te piki haere te tohu o te waahi, me te whakatutuki i te mana motuhake. Ko te mahi o nga rauemi mata whakarunga matua he paanga tika ki te kounga o nga maramara laser semiconductor, me te whakapai tonu o nga mahi o nga momo taonga maramara, ki te whakapai ake i te mahi o nga hua o te umanga he mahi pai ki te whakatairanga.
②Midstream ahumahi mekameka
Semiconductor taiaho maramara ko te papu matua puna marama o ngā momo o lasers i roto i te waenganui o te mekameka ahumahi, a whai wāhi pai i roto i te whakatairanga i te whanaketanga o lasers midstream. I roto i te mara o lasers midstream, te United States, Germany me ētahi atu hinonga tāwāhi te nuinga, engari i muri i te whanaketanga tere o te ahumahi taiaho kāinga i roto i nga tau tata nei, kua tutuki te hokohoko waenganui o te mekameka ahumahi tere whakakapinga kāinga.
③Te mekameka ahumahi ki raro
Ko te ahumahi o raro he nui ake te mahi ki te whakatairanga i te whakawhanaketanga o te ahumahi, na te whanaketanga o te ahumahi o raro ka pa tika ki te waahi hokohoko o te ahumahi. Ko te tipu haere tonu o te ohanga o Haina me te puta mai o nga huarahi rautaki mo te whakarereketanga ohaoha kua pai ake nga tikanga whanaketanga mo te whanaketanga o tenei umanga. Kei te neke a Haina mai i te whenua hangahanga ki te whare hiko, a ko nga lasers o raro me nga taputapu laser ko tetahi o nga ki te whakapai ake i te ahumahi ahumahi, e whakarato ana i te taiao tono pai mo te whakapai ake i te wa roa o tenei ahumahi. Ko nga whakaritenga a te umanga o raro mo te tohu mahi o nga maramara laser semiconductor me o raatau taputapu kei te piki haere, kei te uru haere nga umanga a-whare ki te maakete taiaho mana teitei mai i te maakete taiaho iti, no reira me whakanui tonu te umanga i te haumi ki te waahi rangahau hangarau. me te whanaketanga me te auahatanga motuhake.
2. mana whanaketanga ahumahi laser semiconductor
Ko nga laser Semiconductor te tino pai o te huringa o te kaha i roto i nga momo laser katoa, i tetahi taha, ka taea te whakamahi hei puna papu matua o nga laser muka whatu, lasers solid-state me etahi atu laser papu. I tetahi atu taha, me te pakaru tonu o te hangarau laser semiconductor i runga i te kaha o te kaha, te kanapa, te ora, te roangaru-maha, te tere whakarereke, me era atu, ka whakamahia nuitia nga lasers semiconductor i roto i te tukatuka rauemi, te rongoa, te whakawhitiwhiti korero, te whakaata mata, parepare, me etahi atu E ai ki a Laser Focus World, ko te tapeke o te ao o nga lasers diode, ara, te lasers semiconductor me te lasers kore-diode, e kiia ana ko te $18,480 miriona i te 2021, me nga lasers semiconductor e 43% o te katoa o nga moni whiwhi.
E ai ki a Laser Focus World, ko te maakete laser semiconductor o te ao ka $6,724 miriona i te 2020, ka piki 14.20% mai i te tau o mua. Na te whakawhanaketanga o te matauranga o te ao, te piki haere o te hiahia mo nga lasers i roto i nga taputapu atamai, te hikohiko kaihoko, te kaha hou me etahi atu mara, me te haere tonu o nga rongoa, taputapu ataahua me etahi atu tono ka puta ake, ka taea te whakamahi i nga laser semiconductor hei puna papu. mo lasers papua whatu, a ka tonu tona rahi mākete ki te mau tonu tupu pūmau. 2021 te rahi o te maakete laser semiconductor o te ao $ 7.946 piriona, te tere o te tipu o te maakete o te 18.18%.
Na roto i nga mahi tahi a nga tohunga hangarau me nga hinonga me nga kaimahi, kua tutuki i te ahumahi laser semiconductor o Haina te whanaketanga whakamiharo, na te ahumahi laser semiconductor o Haina i wheako i te tukanga mai i te wahanga, me te timatanga o te tauira o te ahumahi laser semiconductor o Haina. I nga tau tata nei, kua whakanuia e Haina te whanaketanga o te umanga laser, me nga rohe rereke kua whakatapua ki te rangahau pūtaiao, te whakarei ake i te hangarau, te whanaketanga maakete me te hanga i nga papaa ahumahi laser i raro i te kaiarahi o te kawanatanga me te mahi tahi o nga umanga laser.
3. Auraa whanaketanga heke mai o te ahumahi taiaho o Haina
Ina whakaritea ki nga whenua whakawhanakehia i Uropi me te United States, kaore i te mutunga te hangarau laser o Haina, engari i roto i te whakamahinga o te hangarau laser me te hangarau matua teitei he waahi nui tonu, ina koa ko te maramara laser semiconductor whakarunga me etahi atu waahanga matua kei te noho tonu. ka whakawhirinaki ki nga kawemai.
Ko nga whenua whakawhanakehia e tohuhia ana e te United States, Germany me Japan kua tino whakaoti i te whakakapi o te hangarau hanga tuku iho i roto i etahi waahi ahumahi nui me te uru ki te wa o te "hanga marama"; ahakoa he tere te whanaketanga o nga tono laser i Haina, engari he iti tonu te tere o te urunga tono. Ka rite ki te hangarau matua o te whakapai ake ahumahi, ka tonu te ahumahi taiaho ki te waiho i te wāhi matua o te tautoko motu, me te haere tonu ki te whakawhānui i te whānuitanga o te tono, me te mutunga whakatairanga ahumahi hanga o Haina ki te "hanga marama" era. Mai i te ahuatanga whanaketanga o naianei, ko te whanaketanga o te umanga laser a Haina e whakaatu ana i nga ahuatanga whanaketanga e whai ake nei.
(1) Ko te maramara laser Semiconductor me etahi atu waahanga matua ka tino mohio ki te waahi
Tangohia te taiaho muka hei tauira, ko te puna papu taiaho hiko teitei te waahanga tono matua o te taiaho semiconductor, te maramara taiaho semiconductor teitei me te waahanga he waahanga nui o te taiaho muka. I nga tau tata nei, ko te ahumahi laser muka whatu o Haina kei roto i te tipu tere, a kei te piki haere te tohu o te waahi i ia tau.
I roto i nga tikanga o te urunga o te maakete, i roto i te maakete laser muka iti-mana, ko te wahanga o te maakete o nga lasers kaainga kua tae ki te 99.01% i te tau 2019; i roto i te maakete taiaho muka-waenganui, kua mau tonu te tere o te urunga o nga lasers whare ki runga ake i te 50% i nga tau tata nei; kei te haere haere hoki te tukanga localization o nga laser muka mana teitei, mai i te 2013 ki te 2019 ki te whakatutuki "mai i te wahanga". Ko te tukanga localization o nga laser muka kaha-nui kei te haere haere tonu, mai i te 2013 ki te 2019, a kua tae ki te reiti urunga o te 55.56%, a ko te tere o te urunga o nga laser muka hiko teitei e tika ana kia 57.58% i te 2020.
Heoi, ko nga waahanga matua penei i nga maramara laser semiconductor teitei kei te ti'aturi tonu ki nga kawemai, me nga waahanga whakarunga o nga lasers me nga maramara laser semiconductor i te mea ko te matua kei te waahihia, i tetahi taha ka whakapai ake i te tauine o te maakete o nga waahanga o runga o te awa. lasers kāinga, me te i runga i te tahi atu i te ringa, ki te localization o te wāhanga matua whakarunga, e taea te whakapai ake i te reira i te kaha o nga kaihanga taiaho kāinga ki te whai wāhi ki te whakataetae ao.
(2) Ka tere ake te kuhu o nga tono laser me te whanui
Na te waahi o nga waahanga optoelectronic matua whakarunga me te heke haere o nga utu tono laser, ka uru hohonu atu nga lasers ki nga umanga maha.
I tetahi taha, mo Haina, ka uru ano te tukatuka laser ki nga waahanga tono tekau o runga o te umanga whakangao o Haina, a ko te tumanako ka nui ake nga waahanga tono o te tukatuka laser me te tauine o te maakete ka nui ake i nga ra kei mua. I tetahi atu taha, me te rongonui haere tonu me te whakawhanaketanga o nga hangarau penei i te taraiwa kore, te punaha taraiwa awhina matatau, te karetao mahi-mahi, te 3D sensing, me etahi atu, ka nui ake te tono ki nga waahi maha penei i te motuka, te mohio mohio, te hikohiko kaihoko. , te whakamohio kanohi, te whakawhitiwhiti korero whatu me te rangahau whakamarumaru mo te motu. I te mea ko te taputapu matua, ko te waahanga ranei o nga tono laser i runga ake nei, ka whiwhi ano te laser semiconductor i te waahi whanaketanga tere.
(3) He kaha ake te mana, he pai ake te kounga kurupae, he poto ake te roangaru me te tere tere o te ahunga whakamua
I roto i te mara o lasers ahumahi, kua hanga lasers muka nui te ahunga whakamua i roto i ngā o te mana putanga, kounga kurupae me te kanapa mai i to ratou whakataki. Heoi, ka taea e te mana teitei ake te whakapai ake i te tere tukatuka, te arotau i te kounga o te tukatuka, me te whakawhānui i te waahi tukatuka ki te hanga ahumahi taumaha, i roto i nga mahi miihini, te hanga aerospace, te kaha, te hanga miihini, te whakarewa, te hanga waka tereina, te rangahau pūtaiao me etahi atu waahanga tono mo te tapahi. , fehokotaki'anga, maimoatanga mata, me ētahi atu, ka piki tonu nga whakaritenga mana hiko muka. Ko nga kaihanga taputapu e tika ana ki te whakapai tonu i nga mahi o nga taputapu matua (penei i te maramara laser semiconductor teitei me te whiwhi muka), ka hiahia ano te piki o te hiko o te muka laser ki te hangarau whakarereke laser matatau penei i te whakakotahi i te kurupae me te whakahiato hiko, ka puta mai nga whakaritenga hou. me nga wero ki nga kaihanga maramara laser semiconductor teitei. I tua atu, ko nga roangaru poto ake, te roangaru, te tere (ultrafast) te whanaketanga laser he huarahi nui ano hoki, e whakamahia ana i roto i nga maramara iahiko whakauru, nga whakaaturanga, te hikohiko kaihoko, te aerospace me etahi atu microprocessing tino tika, tae atu ki nga hangarau ora, hauora, rongo me etahi atu mara, ka tukuna ano e te maramara laser semiconductor nga whakaritenga hou.
(4) mo nga waahanga optoelectronic laser teitei e hiahia ana mo te tipu ake
Ko te whakawhanaketanga me te ahumahi o te laser muka kaha teitei ko te hua o te ahunga whakamua o te mekameka ahumahi, e hiahia ana ki te tautoko i nga waahanga optoelectronic matua penei i te puna papu, te wehe, te kurupae kurupae, me etahi atu. Ko te muka laser te putake me nga waahanga matua o tana whakawhanaketanga me tana whakaputanga, a, ko te pikinga o te maakete o te taiaho muka mana teitei e akiaki ana i te tono maakete mo nga waahanga matua penei i nga maramara laser semiconductor teitei. I te wa ano, me te whakapai tonu o te hangarau muka taiaho whare, kua riro te whakakapinga kawemai hei ahua e kore e taea te karo, ka pai haere tonu te maakete taiaho o te ao, e kawe mai ana i nga waahi nui mo te kaha o te rohe o nga kaihanga optoelectronic.
Wā tuku: Maehe-07-2023
