浅析光纤激光器在不同行业中的应用

2018-08-28 16:20:16 SH 5

浅析光纤激光器在不同行业中的应用

     激光自1960年问世至今,已经极大改变了我们的生活,它的应用涉及了生活中的方方面面:激光扫描仪、激光打印机、激光手术刀、激光光盘、激光通信等等。

     3D成像、气体感测、自动对焦等应用将使红外光源市场在2027年达到3.8亿美元。

     受几项新应用的驱动,红外光源将在2022年达到15亿美元,2027年达到38亿美元。

     红外LED和激光器两种光源市场并非“新鲜”,但它们随着固态照明(SSL)近期的发展而迅速成长壮大。起初,红外光源主要应用于光通信领域;进入20世纪80年代,红外LED开始被整合到各种消费类应用中,如遥控器;然后,红外光源市场受夜视应用驱动,如安防监控摄像机;近期,随着智能手机的发展,红外LED和激光器又焕发新的生机,预计红外光源市场将迎来10年的增长!

     不论半导体激光器、固态激光器、光纤激光器,目前热门的研究方向概括一下有三个:

     波长扩展中红外

     高功率

     短脉冲

     应用方面,光纤激光器正渐渐代替传统激光器在激光打标、 激光焊接、激光切割等范畴的主导职位地方。在打标范畴,由于光纤激光用具有较高的光束质量和定位精度。

  光纤激光打标机在产业上的应用

      产业生产要求激光器可靠性高、体积小、宁静、便于操纵。光纤激光器以其布局紧凑、光转换服从高、预热时间短、受情况因素影响小、免维护以及容易与光纤或由光学镜片构成导光体系耦合等长处受到人们的遍及存眷。

现在,光纤激光器正渐渐代替传统激光器在激光打标、 激光焊接、激光切割等范畴的主导职位地方。在打标范畴,由于光纤激光用具有较高的光束质量和定位精度,光 纤打标体系正代替服从不高的二氧化碳激光和氙灯抽运的Nd:YAG脉冲激光打标体系;在泰西及日本市场,这种代替正直范围地举行着,仅在日本,每月的需求 量就凌驾100台。我国作为天下上最大的产业制造国,对光纤激光打标机的需求是非常巨大的,预计每年有凌驾2000台的需求量。在激光焊接和切割范畴,随 着上千瓦乃至几万瓦光纤激光器的研制乐成,光纤激光器也得到了应用。此前,IPG报道,德国宝马汽车公司购置了他们的高功率光纤激光器用在车门焊接生产线上。

      光纤激光器在传感上的应用

      较之于其他光源,光纤激光器被用作传感光源有很多上风。起首,光纤激光器有用率高、可调谐、稳固性好、紧凑小巧、重量轻、维护方便和光束质量好等优秀性能。其次,光纤激光能很好地与光纤耦合,与现有的光纤器件完全兼容,能举行全光纤测试。

现在,基于可调谐窄线宽光纤激光器的光纤传感是该范畴的应用热门之一。该范例光纤激光器的光谱线宽很窄,具有超长干系长度,并且可以对频率举行快速调制。把 这种窄线宽光纤激光器应用到漫衍式传感体系,可实现超长间隔、超高精度的光纤传感。在美国和欧洲,这种基于可调谐窄线宽光纤激光器的传感技能被遍及应用到 领土宁静及紧张办法监测、煤油/自然气管道监测以及水下声纳探测等浩繁范畴。我国预计每年对这种范例光纤激光器的需求量也在100台以上。

      光纤激光器在通讯上的应用

      光纤激光器相比于通例激光体系在布局紧凑性、散热、光束质量、体积以及与现有体系的兼容性等方面具有明显上风,在通讯范畴得到遍及的应用。

掺稀土光纤为增益介质的锁模光纤激光器可以孕育发生高重复率、脉宽为皮秒或飞 秒量级的超短光脉冲,并且其激射波长又落在光纤通讯的最佳窗口1.55 μm波段上,是将来高速光通讯体系的抱负光源。现在,10GHz 与40 GHz重复频率的锁模光纤激光器已经研制乐成。一旦这种通讯网络铺设开展,对这范例激光器的需求将是巨大的。

      光纤激光器在疗上的应用

       如今,用于临床的激光器大多是氩离子激光器、二氧化碳激光器和YAG激光器,但通常它们光束质量不高,具有非常大的体积,必要巨大的水冷体系,并且安置和维 护非常贫苦,而这些恰正是光纤激光器可以补充的。由于水分子在2 μm有一个吸取峰,将2 μm光纤激光器用作外科手术东西可以实现快速止血,淘汰手术对人体构造的粉碎。

       VCSEL技术将在未来几年成为产业中心

       在“令人沮丧”的可见光LED产业中,制造商们正在寻找新的商业机遇来增加其收入和利润。在该情况下,红外LED市场被认为是一个潜在的新兴“蓝海”市场,为可见光LED厂商带来了具有吸引力的商机。过去,只有少数厂商涉足红外LED业务,但是截至2017年第一季度,厂商数量已激增至40多家。欧司朗(Osram)和威世(Vishay)仍然处于领先地位,但是也有一些厂商,如Everlight和Epistar,也获得了可观的投资收益。

       虽然红外LED是重要的,但VCSEL技术却是真正的热门话题。红外LED在2016年占据红外光源65%的市场份额,不过在2022年,这一数据将可能下降至45%。随着3D成像和自动对焦等应用在智能手机和汽车中的发展,VCSEL市场将实现强劲增长。这种新技术使得一些新的感测方法“梦想成真”,如飞行时间(ToF)。因此,VCSEL将成为红外光源产业关注的焦点。一些LED厂商可能会通过红外LED和激光器来最大限度地提升营收。

       红外LED和激光器的市场机遇也取决于能否克服当前的一些局限,朝着“更长的波长、更高的性能、多光谱功能以及更低的成本”方向发展。通常,大多数红外LED波长处于850纳米或940纳米范围,为了实现一些新的应用,如气体传感器或便携式/集成式光谱系统,更长的波长是必须的。(数据来源:麦姆斯咨询)

       车载激光雷达需求提速,VCSEL 技术成本优势明显。伴随车联网和智能驾驶需求的提升,车载激光雷达的需求正快速提升。相对于传统的扫描雷达,以VCSEL为代表的固态激光雷达在操控性和成本方面优势明显,有望大幅降低传统激光雷达的成本,并加速车载激光雷达的应用。

光纤光栅


首页
产品
新闻
联系