반도체 레이저의 미래는 무엇입니까?

반도체 레이저일반적으로 레이저 다이오드라고 불리는 것은 반도체 재료를 작동 물질로 사용하기 때문에 반도체 레이저라고 불립니다. 반도체 레이저는 일반적으로 갈륨 비소, 황화 카드뮴, 인듐 인화물 등과 같은 작업 재료를 사용하며 이는 파이버 레이저 및 고체 레이저의 펌프 소스로 사용하거나 레이저를 광원으로 직접 출력할 수 있습니다.

제조 산업이 고급화 및 지능화로 변화하고 업그레이드됨에 따라 레이저 장비 처리 응용 시장은 계속해서 확장되고 있습니다. 무어의 법칙 창시자 중 한 명인 무어는 1965년에 반도체가 비약적으로 발전하고, 전자공학이 널리 보급되어 다양한 응용 분야로 침투할 것이라고 예측했습니다. 반세기가 지난 지금을 되돌아보면 이 예측은 완벽하게 확인되었습니다. 파이버 레이저는 장점으로 인해 시장 잠재력이 크지만 현재 시장에서는 반도체 레이저가 가장 널리 사용되고 있습니다.

반도체 레이저의 개발은 1960년대부터 시작되어 현재 널리 보급되어 각계각층에 적용되고 있습니다. 컴팩트한 구조, 우수한 빔 품질, 긴 수명 및 안정적인 성능이라는 장점으로 인해 통신, 재료 가공 및 제조, 군사, 의료 및 기타 분야에서 널리 사용되었습니다. 바로 레이저 장비는 응용 범위가 넓고 다양한 산업이 관련되어 있기 때문에 반도체 레이저의 시장 규모는 매우 크다. OFweek 업계 조사 자료에 따르면, 2017년 반도체 레이저 시장 규모는 53억 1천만 달러에 이르렀고, 전년 대비 성장률은 15%로 전체 레이저 시장 점유율의 40%를 차지하며 절대적인 지배적 위치를 차지하고 있습니다. .

기술개발 및 응용분야 확장
반도체 기술이 지속적으로 심층적으로 발전함에 따라 시장 수요도 계속해서 변화하고 있습니다. 반도체 레이저의 응용 분야도 끊임없이 변화하고 있습니다. 초기 저전력 장비에서 현재의 고출력 장비에 이르기까지 반도체 레이저도 일부 광가공 분야에서 중가공 분야로 옮겨갔다.

1980년대 초부터 반도체 레이저는 광학 저장 장치와 일부 틈새 응용 분야에만 사용되었습니다. 당시 광스토리지는 반도체 레이저 업계 최초의 대규모 애플리케이션이었다. 반도체 레이저 기술의 지속적인 혁신은 디지털 다목적 디스크(DVD), 블루레이 디스크(BD)와 같은 광저장 기술의 발전을 촉진했습니다. 1990년대에는 광 네트워크가 반도체 레이저의 주요 전쟁터가 되었습니다. 1990년대 후반에 반도체 레이저는 통신 네트워크의 핵심 처리 및 제조 장비가 되었습니다.

현재 반도체 레이저의 가장 큰 응용 분야는 파이버 레이저와 고체 레이저의 펌프 소스입니다. 파이버 레이저 펌프 소스로 반도체 레이저를 사용하는 경우, 펌프 시스템의 구조를 근본적으로 단순화할 수 있으며, 단위 출력을 높여 펌프 출력 레벨을 높일 수 있다. 파이버 레이저와 고체 레이저의 출력 전력에 대한 요구 사항이 점점 더 높아짐에 따라 반도체 펌프 소스의 출력에 대한 요구 사항도 높아집니다.

빔 품질의 한계로 인해 기존의 반도체 레이저는 금속 절단에 직접 사용하기가 어렵습니다. 최근에는 반도체 결합 기술이 향상되고 새로운 빔 결합 기술이 점차 성숙해짐에 따라 킬로와트 이상의 일부 광섬유 출력 반도체 레이저도 절단을 위한 빔 품질 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 또한, 반도체 레이저 파장의 다양성으로 인해 단파장 반도체 레이저의 파장은 알루미늄의 파장 흡수 최대치에 매우 가깝습니다. 따라서 자동차 산업에서는 고출력 반도체 레이저가 알루미늄 자동차 차체 용접에 매우 적합합니다. 현재 2KW에서 6KW 사이의 레이저 출력을 갖는 반도체 레이저가 자동차 산업의 생산 공정에 널리 사용되고 있습니다.

직접 재료 가공 분야에서 반도체 레이저의 빔 품질은 파이버 레이저의 빔 품질을 능가하기 어렵습니다. 그러나 반도체 레이저는 박판 용접 및 절단 응용 분야에 매우 적합합니다. 고출력 반도체 레이저의 개발로 인해 많은 중요한 응용이 가능해졌습니다. 이 레이저는 많은 기존 기술을 대체하고 많은 새로운 제품을 가져왔습니다.

반도체 레이저의 향후 개발 방향은 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다.
첫 번째는 높은 전력입니다. 네트워크 데이터 트래픽이 급격히 증가함에 따라 통신 시스템에서는 광 신호를 전송하고 더 빠른 데이터 전송 속도를 달성하기 위해 더 높은 출력의 레이저가 필요합니다. 동시에 산업 제조, 레이저 가공 및 기타 분야에서도 생산 효율성과 품질을 향상시키기 위해 더 높은 출력의 레이저가 필요합니다.
두 번째는 소형화이다. 이동 통신 장비, 광통신 및 기타 분야의 급속한 발전으로 인해 반도체 레이저의 크기에 대한 요구 사항은 점점 더 작아지고 있으며 소형화 및 집적화를 점차적으로 달성해야 합니다. 이는 장비에 대한 부담을 줄일 뿐만 아니라 생산 비용도 절감합니다.
세 번째는 다기능성이다. 현대의 응용 분야에는 다양한 상황에서 전환할 수 있는 보다 유연한 레이저 장비가 필요합니다. 따라서 반도체 레이저 산업은 멀티미디어, 환경 테스트, 생명 과학 및 기타 분야에서 더욱 광범위한 응용 분야를 갖게 될 것입니다.
넷째는 에너지 효율성이다. 반도체 레이저의 에너지 효율이 높을수록 소비되는 에너지는 줄어듭니다. 이는 인간이 지구에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 기업 비용을 절감하고 기업 역량을 강화하며 시장 경쟁력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

일반적으로, 지속적인 기술의 발전으로 인해 반도체 레이저의 응용 분야는 끊임없이 변화하고 있으며, 이러한 변화는 여전히 일어나고 있습니다. 일반적으로 반도체 레이저는 현재 시장 요구에 적응하기 위해 더 짧은 방출 파장과 더 높은 방출 출력을 향해 발전하고 있습니다.

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