Heutzutage wird der Lasermarkt von Faserlasern dominiert, die UV-Laser deutlich übertreffen. Die vielfältigen industriellen Anwendungen rechtfertigen den größten Marktanteil der Faserlaser. UV-Laser sind aufgrund ihrer Einschränkungen in vielen Bereichen weniger geeignet als Faserlaser. Doch gerade die besondere Wellenlänge von 355 nm zeichnet UV-Laser aus und macht sie in bestimmten Spezialanwendungen zur ersten Wahl.
UV-Laser werden durch die Erzeugung der dritten Harmonischen aus Infrarotlicht erzeugt. Sie sind Kaltlichtquellen, und ihr Bearbeitungsverfahren wird als Kaltbearbeitung bezeichnet. Dank ihrer relativ kurzen Wellenlänge und Pulsdauer sowie des hochwertigen Lichtstrahls ermöglichen UV-Laser eine präzisere Mikrobearbeitung, indem sie einen fokussierten Laserfleck erzeugen und die Wärmeeinflusszone minimieren. Die hohe Leistungsabsorption von UV-Lasern, insbesondere im UV-Wellenlängenbereich und bei kurzen Pulsen, führt zu einer sehr schnellen Verdampfung der Materialien, wodurch die Wärmeeinflusszone und die Karbonisierung minimiert werden. Darüber hinaus ermöglicht der kleinere Fokuspunkt den Einsatz von UV-Lasern in präziseren und kleineren Bearbeitungsbereichen. Aufgrund der sehr kleinen Wärmeeinflusszone zählt die UV-Laserbearbeitung zur Kaltbearbeitung und ist eines der herausragendsten Merkmale, das sie von anderen Lasern unterscheidet. UV-Laser können in das Innere von Materialien eindringen, da sie eine photochemische Reaktion nutzen. Die Wellenlänge des UV-Lasers ist kürzer als die des sichtbaren Lichts. Allerdings ist es gerade diese kurze Wellenlänge, die es UV-Lasern ermöglicht, präziser zu fokussieren, sodass UV-Laser genaue High-End-Bearbeitungen durchführen und gleichzeitig eine bemerkenswerte Positioniergenauigkeit beibehalten können.
UV-Laser finden breite Anwendung in der Elektronikmarkierung, der Beschriftung von Gehäusen weißer Haushaltsgeräte, der Kennzeichnung von Lebensmittel- und Arzneimitteln mit Produktionsdatum, der Lederverarbeitung, dem Kunsthandwerk, dem Zuschneiden von Textilien, der Gummiverarbeitung, der Glasbearbeitung, der Herstellung von Typenschildern, der Kommunikationstechnik und vielem mehr. Darüber hinaus eignen sie sich auch für anspruchsvolle und präzise Bearbeitungsprozesse wie das Schneiden von Leiterplatten und das Bohren und Ritzen von Keramik. EUV-Laser sind die einzige Laserbearbeitungstechnik, die 7-nm-Chips bearbeiten kann und deren Anwendung das Mooresche Gesetz bis heute gültig macht.
Der Markt für UV-Laser hat in den letzten zwei Jahren ein rasantes Wachstum erlebt. Vor 2016 lag der gesamte Inlandsabsatz von UV-Lasern bei unter 3.000 Einheiten. Im Jahr 2016 stieg diese Zahl jedoch sprunghaft auf über 6.000 Einheiten und erreichte 2017 sogar 9.000 Einheiten. Dieses rasante Wachstum ist auf die steigende Nachfrage nach UV-Lasern für High-End-Anwendungen in der Bearbeitung zurückzuführen. Darüber hinaus werden einige Anwendungen, die zuvor von YAG- und CO₂-Lasern dominiert wurden, mittlerweile durch UV-Laser ersetzt.
Es gibt eine ganze Reihe inländischer Unternehmen, die UV-Laser herstellen und vertreiben, darunter Huaray, Inngu, Bellin, Logan, Maiman, RFH, Inno, DZD Photonics und Photonix. Im Jahr 2009 steckte die heimische UV-Lasertechnologie noch in den Kinderschuhen, ist aber mittlerweile relativ ausgereift. Dutzende von UV-Laserherstellern haben die Massenproduktion aufgenommen, wodurch die Dominanz ausländischer Marken bei UV-Festkörperlasern gebrochen und der Preis für heimische UV-Laser deutlich gesenkt wurde. Der stark gesunkene Preis führt zu einer größeren Beliebtheit der UV-Laserbearbeitung und trägt zur Verbesserung des heimischen Bearbeitungsniveaus bei. Es ist jedoch anzumerken, dass sich die heimischen Hersteller hauptsächlich auf UV-Laser mittlerer bis niedriger Leistung im Bereich von 1 W bis 12 W konzentrieren. (Huaray hat UV-Laser mit mehr als 20 W entwickelt.) Bei Hochleistungs-UV-Lasern sind die heimischen Hersteller hingegen noch nicht in der Lage, diese zu produzieren und bleiben damit hinter ausländischen Marken zurück.
Was die ausländischen Marken betrifft, so sind Spectral-Physics, Coherent, Trumpf, AOC, Powerlase und IPG die Hauptakteure auf den internationalen UV-Lasermärkten. Spectral-Physics entwickelte 60-W-Hochleistungs-UV-Laser (M² < 1,3), während Powerlase DPSS-UV-Laser mit 180 W (M² < 30) anbietet. IPG erzielt einen Jahresumsatz von fast zehn Millionen RMB und hält mit seinen Faserlasern einen Marktanteil von über 50 % auf dem chinesischen Faserlasermarkt. Obwohl der Umsatz mit UV-Lasern in China im Vergleich zu Faserlasern einen geringen Anteil am Gesamtumsatz von IPG ausmacht, sieht das Unternehmen dennoch eine vielversprechende Zukunft für chinesische UV-Laser. Diese wird durch die steigende Nachfrage nach Anwendungen in der Unterhaltungselektronik in China gestützt. Im letzten Quartal erzielte IPG einen Umsatz von über einer Million US-Dollar mit UV-Lasern. IPG möchte in diesem Bereich mit Spectral-Physics, einer Tochtergesellschaft von MKS, und dem eher traditionellen DPSSL konkurrieren.
Generell sind UV-Laser zwar nicht so verbreitet wie Faserlaser, doch ihr Anwendungsbereich und die Marktnachfrage bieten vielversprechende Zukunftsaussichten, was sich im rasanten Anstieg der Liefermengen in den letzten zwei Jahren widerspiegelt. Die UV-Laserbearbeitung ist ein wichtiger Wachstumstreiber im Laserbearbeitungsmarkt. Mit der zunehmenden Verbreitung inländischer UV-Laser wird der Wettbewerb zwischen inländischen und ausländischen Marken zunehmen, was wiederum die Beliebtheit von UV-Lasern im heimischen Markt weiter steigern wird.
Die wichtigsten technischen Aspekte von UV-Lasern umfassen die Resonatorkonstruktion, die Frequenzvervielfachung, die Wärmekompensation im Resonator und die Kühlungssteuerung. Niedrigleistungs-UV-Laser können mittels Wasser- oder Luftkühlung betrieben werden, wobei die meisten Hersteller Wasserkühlung bevorzugen. Mittel- bis hochleistungsfähige UV-Laser sind hingegen standardmäßig mit Wasserkühlung ausgestattet. Die steigende Marktnachfrage nach UV-Lasern wird daher die Nachfrage nach speziellen Wasserkühlern für UV-Laser deutlich ankurbeln. Für eine stabile Leistung von UV-Lasern ist es erforderlich, die interne Wärme in einem bestimmten Bereich zu halten. Daher ist die Wasserkühlung hinsichtlich der Kühlwirkung stabiler und zuverlässiger als die Luftkühlung.
Wie allgemein bekannt, führt eine stärkere Temperaturschwankung des Wasserkühlers (d. h. eine ungenaue Temperaturregelung) zu Lichtverlusten, was die Kosten der Laserbearbeitung erhöht und die Lebensdauer der Laser verkürzt. Umgekehrt gilt: Je präziser die Temperatur im Wasserkühler geregelt wird, desto geringer sind die Temperaturschwankungen und desto stabiler ist die Laserleistung. Zudem reduziert ein stabiler Wasserdruck im Kühler die Belastung der Laserleitungen erheblich und verhindert die Bildung von Blasen. Die kompakten und optimal dimensionierten Wasserkühler von S&A Teyu verhindern die Blasenbildung und gewährleisten eine stabile Laserleistung. Dies verlängert die Lebensdauer der Laser und spart Kosten.
