В настоящее время на рынке лазеров доминируют волоконные лазеры, превосходящие по своим характеристикам УФ-лазеры. Широкое промышленное применение оправдывает наибольшую долю рынка волоконных лазеров. Что касается УФ-лазеров, то во многих областях они могут быть не столь применимы, как волоконные, из-за своих ограничений, но именно особенность длины волны 355 нм отличает УФ-лазеры от других лазеров, делая их предпочтительным выбором в некоторых специальных областях применения.
Ультрафиолетовый лазер работает на основе генерации третьей гармоники, накладываемой на инфракрасное излучение. Это источник холодного света, а его метод обработки называется холодной обработкой. Благодаря относительно короткой длине волны и длительности импульса, а также высококачественному световому лучу, УФ-лазеры могут достигать более точной микрообработки, создавая большее фокусное пятно и сохраняя минимальную зону теплового воздействия. Высокое поглощение мощности УФ-лазеров, особенно в диапазоне длин волн УФ-излучения и коротких импульсов, позволяет материалам очень быстро испаряться, что минимизирует зону теплового воздействия и карбонизацию. Кроме того, меньшая точка фокусировки позволяет применять УФ-лазеры в более точной и малой области обработки. Из-за очень малой зоны теплового воздействия обработка УФ-лазером классифицируется как холодная обработка, и это одна из самых выдающихся особенностей УФ-лазера, которая отличает его от других лазеров. УФ-лазер может проникать внутрь материалов, поскольку он использует фотохимическую реакцию в процессе обработки. Длина волны УФ-лазера короче видимой длины волны. Однако именно эта короткая длина волны позволяет УФ-лазерам фокусироваться более точно, благодаря чему УФ-лазеры могут выполнять точную высококачественную обработку и одновременно сохранять высокую точность позиционирования.
Ультрафиолетовые лазеры широко применяются для маркировки электроники, наружных корпусов бытовой техники белого цвета, маркировки даты производства продуктов питания и лекарств, изделий из кожи, изделий ручной работы, раскроя тканей, резиновых изделий, материалов для очков, производства табличек, коммуникационного оборудования и т.д. Кроме того, ультрафиолетовые лазеры могут применяться в высокотехнологичных и высокоточных областях обработки, таких как резка печатных плат, сверление и скрайбирование керамики. Стоит отметить, что EUV-лазер — единственный метод лазерной обработки, пригодный для 7-нм чипов, и благодаря его существованию закон Мура актуален и по сей день.
За последние два года рынок УФ-лазеров переживает бурный рост. До 2016 года общий объём поставок УФ-лазеров на внутренний рынок составлял менее 3000 единиц. Однако в 2016 году этот показатель резко вырос до более чем 6000 единиц, а в 2017 году достиг 9000 единиц. Стремительное развитие рынка УФ-лазеров обусловлено растущим спросом на высокопроизводительные технологические решения с использованием УФ-лазеров. Кроме того, некоторые области применения, в которых ранее доминировали YAG-лазеры и CO2-лазеры, теперь вытесняются УФ-лазерами.
Есть довольно много отечественных компаний, которые производят и продают УФ-лазеры, включая Huaray, Inngu, Bellin, Logan, Maiman, RFH, Inno, DZD Photonics и Photonix. Еще в 2009 году отечественная технология УФ-лазеров находилась на ранней стадии развития, но теперь она стала относительно зрелой. Десятки компаний, производящих УФ-лазеры, осуществили массовое производство, что сломало доминирование иностранных брендов на рынке твердотельных УФ-лазеров и значительно снизило цену отечественных УФ-лазеров. Значительно сниженная цена приводит к большей популярности обработки УФ-лазером, что помогает повысить уровень отечественной обработки. Однако стоит отметить, что отечественные производители в основном сосредоточены на УФ-лазерах средней и низкой мощности в диапазоне от 1 Вт до 12 Вт. (Huaray разработала УФ-лазеры мощностью более 20 Вт.) В то время как для УФ-лазеров высокой мощности отечественные производители все еще не могут производить, оставляя позади иностранные бренды.
Что касается иностранных брендов, то Spectral-Physics, Coherent, Trumpf, AOC, Powerlase и IPG являются основными игроками на зарубежном рынке УФ-лазеров. Spectral-Physics разработала УФ-лазеры высокой мощности 60 Вт (M2 <1,3), а Powerlase — УФ-лазеры с диодной накачкой (DPSS) мощностью 180 Вт (M2 <30). Что касается IPG, ее годовой объем продаж достигает почти десяти миллионов юаней, а ее волоконные лазеры занимают более 50% доли китайского рынка волоконных лазеров. Хотя объем продаж УФ-лазеров в Китае составляет небольшую долю в общем объеме продаж по сравнению с волоконными лазерами, IPG по-прежнему считает, что китайские УФ-лазеры будут иметь многообещающее будущее, что подкреплено растущим спросом на приложения для обработки потребительской электроники в Китае. В прошлом квартале IPG продала УФ-лазеров на сумму более 1 миллиона долларов США. IPG надеется конкурировать в этой области со Spectral-Physics, дочерней компанией MKS, и даже с более традиционной DPSSL.
В целом, хотя УФ-лазеры не так популярны, как волоконные, у них всё ещё есть многообещающее будущее в плане применения и спроса на рынке, что подтверждается резким ростом объёма поставок за последние два года. Обработка УФ-лазерами играет важную роль на рынке лазерной обработки. С ростом популярности отечественных УФ-лазеров конкуренция между отечественными и зарубежными брендами усилится, что, в свою очередь, повысит их популярность в отечественной сфере лазерной обработки.
Основная технология УФ-лазеров включает в себя конструкцию резонансной полости, управление умножением частоты, компенсацию тепла внутренней полости и управление охлаждением. С точки зрения управления охлаждением, УФ-лазеры малой мощности могут охлаждаться оборудованием водяного и воздушного охлаждения, и большинство производителей склоняются к оборудованию водяного охлаждения. Что касается УФ-лазеров средней и высокой мощности, все они оснащены устройством водяного охлаждения. Таким образом, растущий рыночный спрос на УФ-лазеры, безусловно, увеличит рыночный спрос на водяные охладители, которые специально предназначены для УФ-лазеров. Стабильный выход УФ-лазеров требует поддержания внутреннего тепла в определенном диапазоне. Таким образом, с точки зрения охлаждающего эффекта водяное охлаждение более стабильно и надежно, чем воздушное охлаждение.
Как всем известно, чем больше колебания температуры воды охладитель (т. е. контроль температуры неточен), тем больше потерь света будет, что повлияет на стоимость лазерной обработки и сократит срок службы лазеров. Однако, чем точнее температура воды охладитель, тем меньше будут колебания воды и тем стабильнее будет выход лазера. Кроме того, стабильное давление воды охладитель может значительно снизить нагрузку на трубы лазеров и избежать образования пузырьков. S&A Водоохладители Teyu с компактной конструкцией и правильной конструкцией трубопровода могут избежать образования пузырьков и поддерживать стабильный выход лазера, что помогает продлить срок службы лазеров и сэкономить деньги для пользователей.
