Quel est l’avenir des lasers à semi-conducteurs ?

Lasers à semi-conducteurssont communément appelés diodes laser car ils utilisent des matériaux semi-conducteurs comme substance de travail, c'est pourquoi ils sont appelés lasers à semi-conducteurs. Les lasers à semi-conducteurs utilisent généralement des matériaux de travail tels que l'arséniure de gallium, le sulfure de cadmium, le phosphure d'indium, etc., qui peuvent être utilisés comme sources de pompe pour les lasers à fibre et les lasers solides, ou peuvent directement émettre un laser comme source de lumière.

À mesure que l’industrie manufacturière se transforme et évolue vers le haut de gamme et l’intelligence, le marché des applications de traitement des équipements laser continue de se développer. Moore, l'un des fondateurs de la loi de Moore, a prédit en 1965 que les semi-conducteurs se développeraient rapidement et que l'électronique gagnerait en popularité et pénétrerait dans un large éventail de domaines d'application. Un demi-siècle plus tard, cette prédiction s’est parfaitement confirmée. Bien que les lasers à fibre présentent un grand potentiel de marché en raison de leurs avantages, les lasers à semi-conducteurs sont actuellement les plus utilisés sur le marché.

Le développement des lasers à semi-conducteurs a commencé dans les années 1960 et est désormais largement promu et appliqué dans tous les domaines. Avec les avantages d'une structure compacte, d'une bonne qualité de faisceau, d'une longue durée de vie et de performances stables, il a été largement utilisé dans les domaines des communications, du traitement et de la fabrication des matériaux, de l'armée, de la médecine et d'autres domaines. C’est précisément parce que les équipements laser ont un large éventail d’applications et impliquent de nombreuses industries que la taille du marché des lasers à semi-conducteurs est très vaste. Selon les données de recherche industrielle d'OFweek, la taille du marché des lasers à semi-conducteurs en 2017 a atteint 5,31 milliards de dollars américains, avec un taux de croissance d'une année sur l'autre de 15 %, représentant 40 % de la part globale du marché des lasers, et constitue une position dominante absolue. .

Développement technologique et extension du champ d’application
Avec le développement continu et approfondi de la technologie des semi-conducteurs, la demande du marché continue d’évoluer. Les domaines d’application des lasers à semi-conducteurs évoluent également constamment. Depuis les équipements initiaux de faible puissance jusqu'aux équipements actuels de haute puissance, les lasers à semi-conducteurs sont également passés de certains domaines de traitement léger à des domaines de traitement lourds.

Dès les années 1980, les lasers à semi-conducteurs n’étaient utilisés que dans le stockage optique et dans certaines applications de niche. À l’époque, le stockage optique était la première application à grande échelle de l’industrie des lasers à semi-conducteurs. L'innovation continue de la technologie laser à semi-conducteurs a favorisé le développement de technologies de stockage optique telles que les disques numériques polyvalents (DVD) et les disques Blue-ray (BD). Dans les années 1990, les réseaux optiques sont devenus le principal champ de bataille des lasers à semi-conducteurs. Plus tard, dans les années 1990, les lasers à semi-conducteurs sont devenus des équipements de traitement et de fabrication essentiels pour les réseaux de communication.

À l'heure actuelle, la plus grande application des lasers à semi-conducteurs est celle de source de pompage pour les lasers à fibre et les lasers à semi-conducteurs. Lorsqu'un laser à semi-conducteur est utilisé comme source de pompe laser à fibre, la structure du système de pompe peut être fondamentalement simplifiée et le niveau de puissance de la pompe peut être augmenté en augmentant la puissance unitaire. Étant donné que les lasers à fibre et les lasers à semi-conducteurs ont des exigences de plus en plus élevées en matière de puissance de sortie, des exigences plus élevées sont également imposées à la puissance des sources de pompe à semi-conducteurs.

En raison de la qualité limitée du faisceau, les lasers à semi-conducteurs traditionnels sont difficiles à utiliser directement pour la découpe du métal. Ces dernières années, avec l'amélioration de la technologie de couplage des semi-conducteurs et la maturité progressive de la nouvelle technologie de combinaison de faisceaux, certains lasers à semi-conducteurs à fibre optique d'un kilowatt ou plus peuvent également répondre aux exigences de qualité du faisceau pour la découpe. De plus, en raison de la diversité des longueurs d'onde des lasers à semi-conducteurs, la longueur d'onde des lasers à semi-conducteurs à courte longueur d'onde est très proche de la longueur d'onde maximale d'absorption de l'aluminium. Par conséquent, dans l’industrie automobile, les lasers à semi-conducteurs de haute puissance sont très adaptés au soudage des carrosseries automobiles en aluminium. À l'heure actuelle, les lasers à semi-conducteurs avec des puissances de sortie laser comprises entre 2 kW et 6 kW sont largement utilisés dans le processus de production de l'industrie automobile.

Dans le domaine du traitement direct des matériaux, la qualité du faisceau des lasers à semi-conducteurs est difficile à surpasser celle des lasers à fibre. Cependant, les lasers à semi-conducteurs conviennent parfaitement aux applications de soudage et de découpe de plaques minces. Le développement de lasers à semi-conducteurs de haute puissance a rendu possibles de nombreuses applications importantes. Ces lasers ont remplacé de nombreuses technologies traditionnelles et nous ont apporté de nombreux nouveaux produits.

L’orientation future du développement des lasers à semi-conducteurs comprend principalement les aspects suivants :
Le premier est la puissance élevée. Avec la forte augmentation du trafic de données sur le réseau, les systèmes de communication nécessitent des lasers de plus grande puissance pour transmettre des signaux optiques et atteindre des vitesses de transmission de données plus rapides. Dans le même temps, des lasers de plus grande puissance sont également nécessaires dans la fabrication industrielle, le traitement laser et d’autres domaines pour améliorer l’efficacité et la qualité de la production.
La seconde est la miniaturisation. Avec le développement rapide des équipements de communication mobile, des communications optiques et d'autres domaines, les exigences relatives à la taille des lasers à semi-conducteurs deviennent de plus en plus petites, et la miniaturisation et l'intégration doivent être progressivement réalisées. Cela réduit non seulement la charge sur l'équipement, mais réduit également les coûts de production.
Le troisième est la multifonctionnalité. Les domaines d'application modernes nécessitent un équipement laser plus flexible qui peut être commuté dans différentes situations. Par conséquent, l’industrie des lasers à semi-conducteurs aura des applications plus étendues dans les domaines du multimédia, des tests environnementaux, des sciences de la vie et dans d’autres domaines.
Le quatrième est l’efficacité énergétique. Plus l’efficacité énergétique des lasers à semi-conducteurs est élevée, moins ils consommeront d’énergie. Cela peut non seulement contribuer à réduire l’impact humain sur la planète, mais également réduire les coûts des entreprises, renforcer leur solidité et améliorer leur compétitivité sur le marché.

D'une manière générale, en raison du développement continu de la technologie, les domaines d'application des lasers à semi-conducteurs évoluent constamment, et ces changements se produisent toujours. D'une manière générale, les lasers à semi-conducteurs évoluent vers des longueurs d'onde d'émission plus courtes et des puissances d'émission plus élevées pour s'adapter aux besoins actuels du marché.

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