يستفيد موردو معدات التبريد بالليزر من التطور السريع لليزر الأشعة فوق البنفسجية

في الوقت الحاضر، تهيمن ليزرات الألياف على سوق الليزر، متفوقةً على ليزرات الأشعة فوق البنفسجية. وتبرر تطبيقاتها الصناعية الواسعة امتلاكها الحصة الأكبر من السوق. أما ليزرات الأشعة فوق البنفسجية، فقد لا تكون بنفس فعالية ليزرات الألياف في العديد من المجالات نظرًا لقيودها، إلا أن خاصية الطول الموجي 355 نانومتر هي ما يميز ليزرات الأشعة فوق البنفسجية عن غيرها، مما يجعلها الخيار الأمثل في بعض التطبيقات الخاصة.

يتم تحقيق ليزر الأشعة فوق البنفسجية بتطبيق تقنية التوليد التوافقي الثالث على ضوء الأشعة تحت الحمراء. وهو مصدر ضوء بارد، وتُسمى طريقة معالجته بالمعالجة الباردة. بفضل طول موجي وعرض نبضة قصيرين نسبيًا وشعاع ضوء عالي الجودة، يمكن لأشعة الليزر فوق البنفسجية تحقيق معالجة دقيقة أكثر دقة من خلال إنتاج بقعة ليزر بؤرية أكبر والحفاظ على أصغر منطقة مؤثرة على الحرارة. يسمح الامتصاص العالي لليزر الأشعة فوق البنفسجية، وخاصة ضمن نطاق طول موجة الأشعة فوق البنفسجية والنبضة القصيرة، للمواد بالتبخر بسرعة كبيرة مما يقلل من منطقة التأثير الحراري والكربنة. بالإضافة إلى ذلك، تتيح نقطة التركيز الأصغر تطبيق ليزر الأشعة فوق البنفسجية في منطقة معالجة أصغر وأكثر دقة. ونظرًا لصغر منطقة التأثير الحراري، تُصنف معالجة ليزر الأشعة فوق البنفسجية على أنها معالجة باردة، وهي واحدة من أبرز ميزات ليزر الأشعة فوق البنفسجية التي تميزها عن أنواع الليزر الأخرى. يمكن أن يصل ليزر الأشعة فوق البنفسجية إلى داخل المواد، لأنه يطبق تفاعلًا كيميائيًا ضوئيًا في المعالجة. الطول الموجي ليزر الأشعة فوق البنفسجية أقصر من الطول الموجي المرئي. ومع ذلك، فإن هذا الطول الموجي القصير هو الذي يمكّن ليزر الأشعة فوق البنفسجية من التركيز بشكل أكثر دقة بحيث يتمكن ليزر الأشعة فوق البنفسجية من إجراء معالجة دقيقة عالية المستوى والحفاظ على دقة تحديد المواقع الرائعة في نفس الوقت.

تُستخدم ليزرات الأشعة فوق البنفسجية على نطاق واسع في وسم الإلكترونيات، ووضع العلامات على الأغطية الخارجية للأجهزة المنزلية، وتحديد تاريخ إنتاج الأغذية والأدوية، والجلود، والحرف اليدوية، وقطع الأقمشة، والمنتجات المطاطية، ومواد النظارات، ولوحات الأسماء، ومعدات الاتصالات، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن استخدام ليزرات الأشعة فوق البنفسجية في مجالات المعالجة الدقيقة والمتطورة، مثل قطع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وحفر ونقش السيراميك. يُذكر أن تقنية EUV هي تقنية المعالجة بالليزر الوحيدة القادرة على العمل على شرائح 7 نانومتر، ووجودها يُبقي قانون مور قائمًا حتى اليوم.

شهد سوق ليزر الأشعة فوق البنفسجية تطورًا سريعًا خلال العامين الماضيين. قبل عام 2016، كان إجمالي الشحنات المحلية من ليزر الأشعة فوق البنفسجية أقل من 3000 وحدة. ومع ذلك، في عام 2016، ارتفع هذا العدد بشكل كبير إلى أكثر من 6000 وحدة، وفي عام 2017، قفز إلى 9000 وحدة. ويعود هذا التطور السريع لسوق ليزر الأشعة فوق البنفسجية إلى تزايد الطلب على تطبيقات المعالجة المتطورة باستخدام ليزر الأشعة فوق البنفسجية. بالإضافة إلى ذلك، استُبدلت بعض التطبيقات التي كانت تهيمن عليها سابقًا ليزرات YAG وCO2 بليزرات الأشعة فوق البنفسجية.

هناك العديد من الشركات المحلية التي تنتج وتبيع ليزر الأشعة فوق البنفسجية، بما في ذلك Huaray و Inngu و Bellin و Logan و Maiman و RFH و Inno و DZD Photonics و Photonix. في عام 2009، كانت تقنية ليزر الأشعة فوق البنفسجية المحلية في مرحلة مبكرة من التطوير، ولكنها الآن أصبحت ناضجة نسبيًا. وقد أدركت العشرات من شركات ليزر الأشعة فوق البنفسجية الإنتاج الضخم، مما يكسر هيمنة العلامات التجارية الأجنبية على ليزرات الحالة الصلبة للأشعة فوق البنفسجية ويقلل بشكل كبير من سعر ليزر الأشعة فوق البنفسجية المحلي. يؤدي السعر المنخفض بشكل كبير إلى زيادة شعبية معالجة ليزر الأشعة فوق البنفسجية، مما يساعد على تحسين مستوى المعالجة المحلية. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الشركات المصنعة المحلية تركز بشكل أساسي على ليزر الأشعة فوق البنفسجية متوسط ​​الطاقة المنخفض الذي يتراوح من 1 وات إلى 12 وات. (طورت Huaray ليزرات الأشعة فوق البنفسجية بأكثر من 20 وات). بينما بالنسبة لليزر الأشعة فوق البنفسجية عالي الطاقة، لا يزال المصنعون المحليون غير قادرين على الإنتاج، تاركين وراءهم العلامات التجارية الأجنبية.

أما بالنسبة للعلامات التجارية الأجنبية، فإن Spectral-Physics وCoherent وTrumpf وAOC وPowerlase وIPG هي الجهات الرئيسية في أسواق ليزر الأشعة فوق البنفسجية في الخارج. طورت Spectral-Physics ليزرات الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة 60 واط (M2 <1.3) بينما تمتلك Powerlase ليزرات الأشعة فوق البنفسجية DPSS 180 واط (M2 <30). أما بالنسبة لشركة IPG، فيبلغ حجم مبيعاتها السنوية ما يقرب من عشرة ملايين يوان صيني ويمثل ليزر الألياف الخاص بها أكثر من 50٪ من حصة سوق ليزر الألياف الصيني. على الرغم من أن حجم مبيعات ليزر الأشعة فوق البنفسجية في الصين يمثل جزءًا صغيرًا من إجمالي حجم مبيعاتها مقارنة بليزرات الألياف، إلا أن IPG لا تزال تعتقد أن ليزر الأشعة فوق البنفسجية الصيني سيكون له مستقبل واعد، وهو ما يدعمه الطلب المتزايد على تطبيقات معالجة الإلكترونيات الاستهلاكية في الصين. في الربع الماضي، باعت IPG ليزر الأشعة فوق البنفسجية بأكثر من مليون دولار أمريكي. تأمل IPG في منافسة Spectral-Physics وهي شركة تابعة لشركة MKS في هذا المجال بالذات وحتى شركة DPSSL الأكثر تقليدية.

بشكل عام، على الرغم من أن ليزر الأشعة فوق البنفسجية ليس شائعًا مثل ليزر الألياف، إلا أنه لا يزال يتمتع بمستقبل واعد في التطبيقات ومتطلبات السوق، وهو ما يتضح من الزيادة الكبيرة في حجم الشحنات خلال العامين الماضيين. تُعد معالجة ليزر الأشعة فوق البنفسجية قوةً مهمةً في سوق معالجة الليزر. مع انتشار ليزر الأشعة فوق البنفسجية المحلي، ستزداد المنافسة بين العلامات التجارية المحلية والأجنبية، مما يزيد بدوره من شعبية ليزر الأشعة فوق البنفسجية في مجال معالجة ليزر الأشعة فوق البنفسجية المحلي.

تشمل التقنيات الرئيسية لليزرات فوق البنفسجية تصميم تجويف الرنين، والتحكم في مضاعفة التردد، وتعويض حرارة التجويف الداخلي، والتحكم في التبريد. فيما يتعلق بالتحكم في التبريد، يمكن تبريد ليزرات الأشعة فوق البنفسجية منخفضة الطاقة باستخدام معدات تبريد الماء والهواء، ومعظم الشركات المصنعة تفضل استخدام معدات التبريد المائي. أما ليزرات الأشعة فوق البنفسجية متوسطة وعالية الطاقة، فجميعها مزودة بأجهزة تبريد بالماء. لذلك، سيعزز الطلب المتزايد على ليزرات الأشعة فوق البنفسجية في السوق بالتأكيد الطلب على مبردات الماء المخصصة لها. يتطلب استقرار إنتاج ليزرات الأشعة فوق البنفسجية الحفاظ على الحرارة الداخلية ضمن نطاق معين. لذلك، من حيث تأثير التبريد، يُعد التبريد المائي أكثر استقرارًا وموثوقية من التبريد الهوائي.

كما هو معروف، كلما زاد تذبذب درجة حرارة الماء في مبرد الماء (أي أن التحكم في درجة الحرارة غير دقيق)، زاد هدر الضوء، مما يؤثر على تكلفة معالجة الليزر ويقصر عمره الافتراضي. ومع ذلك، كلما كانت درجة حرارة مبرد الماء أكثر دقة، قل تذبذب الماء وازداد استقرار إنتاج الليزر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لضغط الماء المستقر في مبرد الماء أن يقلل بشكل كبير من حمل أنابيب الليزر ويتجنب تكوين الفقاعات. S&A يمكن لمبردات الماء من Teyu ذات التصميم المدمج وتصميم الأنابيب المناسب تجنب تكوين الفقاعات والحفاظ على استقرار إنتاج الليزر، مما يساعد على إطالة عمر الليزر وتوفير التكلفة للمستخدمين.