В настоящее время на рынке лазеров доминируют волоконные лазеры, которые превосходят по своим характеристикам УФ-лазеры. Широкое промышленное применение подтверждает тот факт, что волоконные лазеры занимают наибольшую долю рынка. Что касается УФ-лазеров, то из-за своих ограничений они могут быть не столь применимы, как волоконные лазеры, но именно особенность длины волны 355 нм отличает УФ-лазеры от других лазеров, делая их предпочтительным выбором в некоторых специализированных областях применения.
Ультрафиолетовое излучение создается с помощью метода генерации третьей гармоники на основе инфракрасного света. Это источник холодного света, и его обработка называется холодной обработкой. Благодаря относительно короткой длине волны и длительности импульса, а также высококачественному световому лучу, УФ-лазеры позволяют осуществлять более точную микрообработку за счет создания большего фокусного пятна и минимизации зоны термического воздействия. Высокое поглощение мощности УФ-лазеров, особенно в диапазоне длин волн УФ-излучения и коротких импульсов, позволяет материалам очень быстро испаряться, минимизируя зону термического воздействия и карбонизацию. Кроме того, меньшая точка фокусировки позволяет применять УФ-лазеры в более точных и меньших областях обработки. Из-за очень малой зоны термического воздействия обработка с помощью УФ-лазера относится к холодной обработке, и это одна из наиболее выдающихся особенностей УФ-лазера, отличающая его от других лазеров. УФ-лазер может проникать внутрь материалов, поскольку в процессе обработки используется фотохимическая реакция. Длина волны УФ-лазера короче, чем длина волны видимого света. Однако именно эта короткая длина волны позволяет УФ-лазерам более точно фокусироваться, благодаря чему они могут выполнять высококачественную обработку данных и одновременно поддерживать исключительную точность позиционирования.
УФ-лазеры широко применяются в маркировке электроники, нанесении маркировки на внешние корпуса бытовой техники, маркировке даты производства продуктов питания и лекарств, кожи, изделий ручной работы, раскрое тканей, резиновых изделий, материалов для стекла, табличек, коммуникационного оборудования и так далее. Кроме того, УФ-лазеры могут применяться в высокоточных областях обработки, таких как резка печатных плат и сверление и гравировка керамики. Стоит отметить, что EUV — единственная технология лазерной обработки, способная работать с 7-нм чипами, и её существование обеспечивает действие закона Мура до сих пор.
За последние два года рынок УФ-лазеров пережил стремительное развитие. До 2016 года общий объем поставок УФ-лазеров на внутреннем рынке составлял менее 3000 единиц. Однако в 2016 году это число резко возросло до более чем 6000 единиц, а в 2017 году подскочило до 9000 единиц. Быстрое развитие рынка УФ-лазеров обусловлено растущим рыночным спросом на высокотехнологичные технологические процессы с использованием УФ-лазеров. Кроме того, некоторые области применения, ранее доминировавшие YAG-лазеры и CO2-лазеры, теперь заменяются УФ-лазерами.
В стране довольно много отечественных компаний, производящих и продающих УФ-лазеры, включая Huaray, Inngu, Bellin, Logan, Maiman, RFH, Inno, DZD Photonics и Photonix. В 2009 году отечественная технология УФ-лазерного производства находилась на ранней стадии развития, но сейчас она достигла относительно зрелости. Десятки компаний, занимающихся производством УФ-лазеров, запустили массовое производство, что сломило доминирование зарубежных брендов на рынке твердотельных УФ-лазеров и значительно снизило цены на отечественные УФ-лазеры. Значительное снижение цен привело к большей популярности УФ-лазерной обработки, что способствовало повышению уровня отечественного производства. Однако стоит отметить, что отечественные производители в основном сосредоточены на УФ-лазерах средней и низкой мощности в диапазоне от 1 Вт до 12 Вт (компания Huaray разработала УФ-лазеры мощностью более 20 Вт). В то же время, производство мощных УФ-лазеров пока не удаётся отечественным производителям, что оставляет позади зарубежные бренды.
Что касается зарубежных брендов, то Spectral-Physics, Coherent, Trumpf, AOC, Powerlase и IPG являются основными игроками на зарубежных рынках УФ-лазеров. Spectral-Physics разработала мощные УФ-лазеры мощностью 60 Вт (M2 <1,3), а Powerlase — УФ-лазеры DPSS мощностью 180 Вт (M2 <30). Годовой объем продаж IPG составляет почти десять миллионов юаней, а на долю волоконных лазеров приходится более 50% китайского рынка волоконных лазеров. Хотя объем продаж УФ-лазеров в Китае составляет небольшую долю по сравнению с волоконными лазерами, IPG считает, что у китайского рынка УФ-лазеров многообещающее будущее, чему способствует растущий спрос на них в сфере обработки потребительской электроники в Китае. В прошлом квартале IPG продала УФ-лазеров на сумму более 1 миллиона долларов США. IPG надеется конкурировать с Spectral-Physics, дочерней компанией MKS, в этой области, а также с более традиционными DPSSL.
В целом, хотя УФ-лазеры не так популярны, как волоконные лазеры, они по-прежнему имеют многообещающее будущее в плане применения и рыночного спроса, о чем свидетельствует резкий рост объемов поставок за последние 2 года. УФ-лазерная обработка является важным фактором на рынке лазерной обработки. С популяризацией отечественных УФ-лазеров конкуренция между отечественными и зарубежными брендами усилится, что, в свою очередь, сделает УФ-лазеры более популярными в отечественной сфере УФ-лазерной обработки.
Основные технологические особенности УФ-лазеров включают в себя конструкцию резонансного резонатора, управление умножением частоты, компенсацию тепла внутри резонатора и управление охлаждением. Что касается управления охлаждением, то УФ-лазеры малой мощности могут охлаждаться с помощью водяного и воздушного охлаждения, и большинство производителей используют именно водяное охлаждение. Что касается УФ-лазеров средней и высокой мощности, то все они оснащены системами водяного охлаждения. Поэтому растущий рыночный спрос на УФ-лазеры, безусловно, увеличит рыночный спрос на водоохладители, которые специально предназначены для УФ-лазеров. Для стабильной работы УФ-лазеров необходимо поддерживать внутреннюю температуру в определенном диапазоне. Поэтому с точки зрения охлаждающего эффекта водяное охлаждение более стабильно и надежно, чем воздушное.
Как известно, чем больше колебания температуры воды в водоохладителе (т.е. чем менее точным является контроль температуры), тем больше потерь света, что влияет на стоимость лазерной обработки и сокращает срок службы лазеров. Однако чем точнее температура воды в водоохладителе, тем меньше будут колебания температуры воды и тем стабильнее будет выходная мощность лазера. Кроме того, стабильное давление воды в водоохладителе может значительно снизить нагрузку на трубопроводы лазеров и предотвратить образование пузырьков. Водоохладители S&A Teyu с компактной конструкцией и правильной конструкцией трубопроводов позволяют избежать образования пузырьков и поддерживать стабильную выходную мощность лазера, что помогает продлить срок службы лазеров и сэкономить средства для пользователей.
