อนาคตของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์อยู่ที่ไหน?

Dec 13, 2023 ฝากข้อความ

ความต้องการอัพเกรดอุปกรณ์การประมวลผลด้วยเลเซอร์ทางอุตสาหกรรมมีมากขึ้น

ด้วยการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับอุตสาหกรรมการผลิตไปสู่ระดับไฮเอนด์และความชาญฉลาด ตลาดแอปพลิเคชันการประมวลผลอุปกรณ์เลเซอร์ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง Moore หนึ่งในผู้ก่อตั้งกฎของมัวร์ ทำนายไว้ในปี 1965 ว่าเซมิคอนดักเตอร์จะพัฒนาอย่างรวดเร็ว และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางและเจาะเข้าสู่การใช้งานที่หลากหลาย เมื่อมองย้อนกลับไปครึ่งศตวรรษต่อมา คำทำนายนี้ได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์แบบ แม้ว่าไฟเบอร์เลเซอร์จะมีศักยภาพทางการตลาดสูง แต่เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดก็มีอยู่ในตลาดในปัจจุบัน

เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นเลเซอร์ไดโอด เนื่องจากลักษณะของการใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นสารทำงานจึงเรียกว่าเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ สารทำงานที่มักใช้ในเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ ได้แก่ แกลเลียมอาร์เซไนด์ แคดเมียมซัลไฟด์ อินเดียมฟอสไฟด์ ฯลฯ ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดปั๊มสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต และยังสามารถส่งออกเลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสงได้โดยตรงอีกด้วย

การพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์เริ่มขึ้นในทศวรรษ 1960 และปัจจุบันได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้อย่างกว้างขวางในทุกสาขาอาชีพ ด้วยข้อดีของโครงสร้างที่กะทัดรัด คุณภาพลำแสงที่ดี อายุการใช้งานยาวนาน และประสิทธิภาพที่มั่นคง ทำให้มีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านการสื่อสาร การแปรรูปและการผลิตวัสดุ การทหาร การแพทย์ และสาขาอื่นๆ เป็นเพราะขอบเขตการใช้งานของอุปกรณ์เลเซอร์นั้นกว้างมากและเกี่ยวข้องกับหลายอุตสาหกรรม ดังนั้นขนาดตลาดของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์จึงมีขนาดใหญ่มาก จากข้อมูลการวิจัยอุตสาหกรรม OFweek ขนาดตลาดของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ในปี 2560 สูงถึง 5.31 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยมีอัตราการเติบโตปีต่อปีสูงถึง 15% ครอง 40% ของส่วนแบ่งตลาดโดยรวมของ เลเซอร์ซึ่งเป็นตำแหน่งที่โดดเด่นอย่างแน่นอน

 

เทคโนโลยีพัฒนาขึ้นและขอบเขตการใช้งานก็ขยายออกไป

 

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ในเชิงลึกอย่างต่อเนื่อง ความต้องการของตลาดยังคงเปลี่ยนแปลงไป ขอบเขตการใช้งานของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ก็เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเช่นกัน จากอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำเริ่มแรกไปจนถึงอุปกรณ์กำลังสูงในปัจจุบัน เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ยังถูกถ่ายโอนจากฟิลด์การประมวลผลแสงบางฟิลด์ไปยังฟิลด์การประมวลผลหนักอีกด้วย

ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ถูกนำมาใช้เฉพาะในการจัดเก็บแสงและการใช้งานเฉพาะบางประเภทเท่านั้น ในขณะนั้น การจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัลถือเป็นการใช้งานขนาดใหญ่ครั้งแรกในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ได้ส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคอล เช่น แผ่นดิสก์มัลติฟังก์ชั่นดิจิทัลแบบฉีด (DVD) และแผ่นดิสก์ Blu-ray (BD) ในช่วงทศวรรษ 1990 เครือข่ายออปติกได้กลายเป็นสนามรบหลักสำหรับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ จากนั้นในช่วงทศวรรษ 1990 เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กลายเป็นอุปกรณ์การประมวลผลและการผลิตที่สำคัญสำหรับเครือข่ายการสื่อสาร

ในปัจจุบัน การใช้งานเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดคือเป็นแหล่งปั๊มสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต เมื่อใช้เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์เป็นแหล่งปั๊มของไฟเบอร์เลเซอร์ โครงสร้างของระบบปั๊มจะง่ายขึ้นโดยพื้นฐานโดยการปรับปรุงกำลังของหน่วย และปรับปรุงระดับกำลังของปั๊มได้ ด้วยความต้องการพลังงานเอาต์พุตที่เพิ่มขึ้นของเลเซอร์ไฟเบอร์และเลเซอร์โซลิดสเตต กำลังของแหล่งปั๊มเซมิคอนดักเตอร์จึงถูกหยิบยกให้มีความต้องการที่สูงขึ้นเช่นกัน

เนื่องจากข้อจำกัดของคุณภาพของลำแสง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบเดิมจึงเป็นเรื่องยากที่จะใช้สำหรับการตัดโลหะโดยตรง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์และการเติบโตขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปของเทคโนโลยีการรวมลำแสงใหม่ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์บางตัวที่มีเอาต์พุตไฟเบอร์สูงกว่าระดับกิโลวัตต์ยังสามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านคุณภาพลำแสงสำหรับการตัดได้อีกด้วย นอกจากนี้ เนื่องจากความยาวคลื่นของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่หลากหลาย ความยาวคลื่นของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ความยาวคลื่นสั้นจึงใกล้เคียงกับการดูดซับความยาวคลื่นสูงสุดของอลูมิเนียมมาก ดังนั้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมตัวถังรถยนต์ที่เป็นอะลูมิเนียม ปัจจุบัน เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีกำลังเอาต์พุตเลเซอร์ระหว่าง 2KW ถึง 6KW ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตของอุตสาหกรรมยานยนต์

ในด้านการประมวลผลวัสดุโดยตรง คุณภาพลำแสงของเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์นั้นยากจะเหนือกว่าไฟเบอร์เลเซอร์ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานการเชื่อมและการตัดแผ่นบาง เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีความเหมาะสมมาก การพัฒนาเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงทำให้การประยุกต์ใช้งานที่สำคัญหลายอย่างเกิดขึ้นได้ เลเซอร์เหล่านี้ได้เข้ามาแทนที่เทคโนโลยีแบบเดิมๆ มากมาย และได้มอบผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ มากมายให้กับเรา

 

semiconductor-laser-deviceb8e92900-a627-4c42-9467-7278263b9541
เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ของ Xi'an Guosheng Laser

 

ข้อดีที่สำคัญของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ของ ซีอาน กัวเซิง เลเซอร์:

1. ขนาดเล็ก: เล็กและกะทัดรัดมาก ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานที่หลากหลายที่มีพื้นที่จำกัด

2. ประสิทธิภาพ: มีประสิทธิภาพมาก หมายความว่าพวกมันแปลงกำลังไฟฟ้าเข้าในสัดส่วนสูงให้เป็นแสงเลเซอร์ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานที่คำนึงถึงการใช้พลังงาน

3. การปรับความยาวคลื่น: สามารถปรับให้ปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นต่างๆ ได้ ทำให้สามารถใช้งานได้หลากหลาย ตั้งแต่การสื่อสารโทรคมนาคมไปจนถึงการถ่ายภาพทางการแพทย์

4. ต้นทุนต่ำ: การผลิตค่อนข้างถูกเมื่อเทียบกับเลเซอร์ประเภทอื่น ซึ่งทำให้เข้าถึงอุตสาหกรรมและการใช้งานได้หลากหลาย

5. ความน่าเชื่อถือ: มีอายุการใช้งานยาวนานและเชื่อถือได้มาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในกรณีที่การหยุดทำงานไม่ใช่ทางเลือก

6. อัตราการมอดูเลตสูง: สามารถมอดูเลตด้วยความเร็วสูงได้ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น การสื่อสารด้วยแสงและการจัดเก็บข้อมูล.