उच्च शक्ति वाले अल्ट्राफास्ट लेजर उपकरणों के अनुप्रयोग बाजार में प्रवेश कैसे करें?

औद्योगिक लेजर प्रसंस्करण की तीन प्रमुख विशेषताएं हैं: उच्च दक्षता, सटीकता और उत्कृष्ट गुणवत्ता। इन्हीं तीन विशेषताओं के कारण लेजर प्रसंस्करण को विभिन्न विनिर्माण क्षेत्रों में व्यापक रूप से अपनाया गया है। चाहे उच्च शक्ति से धातु काटना हो या मध्यम से निम्न शक्ति स्तर पर सूक्ष्म प्रसंस्करण, लेजर विधियों ने पारंपरिक प्रसंस्करण तकनीकों की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदर्शित किए हैं। परिणामस्वरूप, पिछले एक दशक में लेजर प्रसंस्करण का तेजी से और व्यापक अनुप्रयोग हुआ है।

चीन में अति तीव्र लेजरों का विकास

लेजर प्रसंस्करण अनुप्रयोगों में धीरे-धीरे विविधता आई है, जो मध्यम और उच्च शक्ति वाले फाइबर लेजर कटिंग, बड़े धातु घटकों की वेल्डिंग और अति-तीव्र लेजर सूक्ष्म-प्रसंस्करण परिशुद्धता उत्पादों जैसे विभिन्न कार्यों पर केंद्रित है। पिकोसेकंड लेजर (10⁻¹² सेकंड) और फेम्टोसेकंड लेजर (10⁻¹⁵ सेकंड) द्वारा दर्शाए जाने वाले अति-तीव्र लेजरों का विकास मात्र 20 वर्षों में हुआ है। इनका व्यावसायिक उपयोग 2010 में शुरू हुआ और धीरे-धीरे चिकित्सा और औद्योगिक प्रसंस्करण क्षेत्रों में इनकी पैठ बन गई। चीन ने 2012 में अति-तीव्र लेजरों का औद्योगिक उपयोग शुरू किया, लेकिन परिपक्व उत्पाद 2014 तक ही सामने आए। इससे पहले, लगभग सभी अति-तीव्र लेजर आयात किए जाते थे।

2015 तक, विदेशी निर्माताओं के पास अपेक्षाकृत परिपक्व तकनीक थी, फिर भी अल्ट्राफास्ट लेजर की लागत 20 लाख चीनी युआन से अधिक थी। एक सटीक अल्ट्राफास्ट लेजर कटिंग मशीन की कीमत 40 लाख युआन से अधिक थी। उच्च लागत ने चीन में अल्ट्राफास्ट लेजर के व्यापक उपयोग में बाधा उत्पन्न की। 2015 के बाद, चीन ने अल्ट्राफास्ट लेजर के स्वदेशीकरण में तेजी लाई। तकनीकी क्षेत्र में तेजी से प्रगति हुई और 2017 तक, दस से अधिक चीनी अल्ट्राफास्ट लेजर कंपनियां विदेशी उत्पादों के साथ प्रतिस्पर्धा कर रही थीं। चीनी निर्मित अल्ट्राफास्ट लेजर की कीमत मात्र कुछ हजार युआन थी, जिससे आयातित उत्पादों को अपनी कीमतें कम करने के लिए मजबूर होना पड़ा। इस दौरान, घरेलू स्तर पर उत्पादित अल्ट्राफास्ट लेजर कम शक्ति (3W-15W) वाले चरण में स्थिर हुए और इनकी मांग बढ़ी। चीनी अल्ट्राफास्ट लेजर की शिपमेंट 2015 में 100 से कम इकाइयों से बढ़कर 2021 में 2400 इकाइयों तक पहुंच गई। 2020 में, चीनी अल्ट्राफास्ट लेजर बाजार लगभग 27.4 अरब युआन का था।

अति तीव्र लेजरों की शक्ति लगातार नई ऊंचाइयों को छू रही है।

हाल के वर्षों में, चीन के शोधकर्ताओं के प्रयासों के बदौलत, चीनी निर्मित अल्ट्राफास्ट लेजर प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है: 50 वाट के पराबैंगनी पिकोसेकंड लेजर का सफल विकास और 50 वाट के फेम्टोसेकंड लेजर का क्रमिक विकास। 2023 में, बीजिंग स्थित एक कंपनी ने 500 वाट का उच्च-शक्ति वाला इन्फ्रारेड पिकोसेकंड लेजर पेश किया। वर्तमान में, चीन की अल्ट्राफास्ट लेजर प्रौद्योगिकी ने यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका के उन्नत स्तरों के साथ अंतर को काफी कम कर दिया है, केवल अधिकतम शक्ति, स्थिरता और न्यूनतम पल्स चौड़ाई जैसे प्रमुख संकेतकों में ही पीछे है।

अति-तीव्र लेज़रों के भावी विकास में उच्च शक्ति वाले वेरिएंट, जैसे कि 1000W इन्फ्रारेड पिकोसेकंड और 500W फेम्टोसेकंड लेज़र, को विकसित करने पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है, साथ ही पल्स की चौड़ाई में निरंतर सुधार किया जा रहा है। प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, अनुप्रयोग में आने वाली कुछ बाधाओं को दूर किए जाने की उम्मीद है।

चीन में घरेलू बाजार की मांग लेजर उत्पादन क्षमता के विकास से पीछे है।

चीन के अल्ट्राफास्ट लेजर बाजार के आकार की वृद्धि दर शिपमेंट में हुई तेजी से काफी पीछे है। इस अंतर का मुख्य कारण यह है कि चीनी अल्ट्राफास्ट लेजर के लिए डाउनस्ट्रीम एप्लीकेशन बाजार पूरी तरह से विकसित नहीं हुआ है। घरेलू और विदेशी लेजर निर्माताओं के बीच बाजार हिस्सेदारी हासिल करने के लिए चल रही प्रतिस्पर्धा, कीमतों की होड़, एप्लीकेशन स्तर पर कई अपरिपक्व प्रक्रियाएं और पिछले तीन वर्षों में स्मार्टफोन इलेक्ट्रॉनिक्स/पैनल बाजार में आई मंदी के कारण कई उपयोगकर्ता अल्ट्राफास्ट लेजर उत्पादन बढ़ाने में हिचकिचा रहे हैं।

शीट मेटल में दिखाई देने वाली लेजर कटिंग और वेल्डिंग के विपरीत, अल्ट्राफास्ट लेजर की प्रसंस्करण क्षमता कार्यों को बेहद कम समय में पूरा कर देती है, जिसके लिए विभिन्न प्रक्रियाओं में व्यापक शोध की आवश्यकता है। वर्तमान में, हम अक्सर उल्लेख करते हैं कि अल्ट्राफास्ट लेजर का उपयोग फुल-स्क्रीन स्मार्टफोन, ग्लास, OLED PET फिल्म, FPC फ्लेक्सिबल बोर्ड, PERC सोलर सेल, वेफर कटिंग और सर्किट बोर्ड में ब्लाइंड होल ड्रिलिंग जैसे क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जा रहा है। इसके अतिरिक्त, विशेष घटकों की ड्रिलिंग और कटिंग के लिए एयरोस्पेस और रक्षा क्षेत्रों में भी इनका महत्व स्पष्ट है।

यह ध्यान देने योग्य है कि हालांकि यह दावा किया जाता है कि अति-तीव्र लेज़र कई क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हैं, लेकिन उनका वास्तविक अनुप्रयोग एक अलग ही मामला है। अर्धचालक सामग्री, चिप्स, वेफर्स, पीसीबी, कॉपर-क्लैड बोर्ड और एसएमटी जैसे बड़े पैमाने पर उत्पादन वाले उद्योगों में, अति-तीव्र लेज़रों के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग न के बराबर हैं। यह अति-तीव्र लेज़र अनुप्रयोगों और प्रक्रियाओं के विकास में पिछड़ने का संकेत देता है, जो लेज़र प्रौद्योगिकी की प्रगति की गति से काफी पीछे है।

अति तीव्र लेजर प्रसंस्करण में अनुप्रयोगों की खोज की लंबी यात्रा

चीन में, सटीक लेजर उपकरण में विशेषज्ञता रखने वाली कंपनियों की संख्या अपेक्षाकृत कम है, जो धातु लेजर कटिंग उद्यमों का लगभग 1/20 हिस्सा ही है। ये कंपनियां आम तौर पर बड़े पैमाने पर नहीं हैं और चिप्स, पीसीबी और पैनल जैसे उद्योगों में प्रक्रिया विकास के सीमित अवसर हैं। इसके अलावा, टर्मिनल अनुप्रयोगों में परिपक्व उत्पादन प्रक्रियाओं वाले उद्योगों को लेजर माइक्रो-प्रोसेसिंग में संक्रमण करते समय अक्सर कई परीक्षणों और सत्यापन का सामना करना पड़ता है। उपकरण लागतों को ध्यान में रखते हुए, विश्वसनीय नई प्रक्रिया समाधानों की खोज में काफी परीक्षण और त्रुटि की आवश्यकता होती है। यह संक्रमण एक आसान प्रक्रिया नहीं है।

संपूर्ण पैनल ग्लास कटिंग, अल्ट्राफास्ट लेजरों के लिए एक विशिष्ट क्षेत्र में प्रवेश करने का एक व्यवहार्य तरीका हो सकता है। मोबाइल ग्लास स्क्रीन के लिए लेजर कटिंग को तेजी से अपनाना इसका एक सफल उदाहरण है। हालांकि, अन्य उद्योगों में विशेष सामग्री घटकों या अर्ध-तैयार उत्पादों के लिए अल्ट्राफास्ट लेजरों के गहन अध्ययन के लिए और अधिक समय और शोध की आवश्यकता है। वर्तमान में, अल्ट्राफास्ट लेजर के अनुप्रयोग कुछ हद तक सीमित हैं, जो मुख्य रूप से गैर-धातु सामग्री की कटिंग पर केंद्रित हैं। OLEDs/सेमीकंडक्टर जैसे व्यापक क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की कमी है, जो इस बात को उजागर करता है कि चीन की अल्ट्राफास्ट लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी का समग्र स्तर अभी उच्च नहीं है। यह भविष्य के विकास की अपार संभावनाओं को भी दर्शाता है, जिसमें अगले दशक में अल्ट्राफास्ट लेजर प्रसंस्करण अनुप्रयोगों में क्रमिक वृद्धि की उम्मीद है।