청색광의 파장은 400~500nm 대역에 위치하며, 이 대역의 빛의 가장 중요한 특성 중 하나는 구리와 같은 고도의 반금속 물질에 쉽게 흡수된다는 것입니다. 구리와 같이 반사율이 높은 금속에 의한 청색광의 흡수율은 일반적인 적외선 레이저보다 5-10배 높습니다. 반사율이 높은 금속에 대해 더 높은 품질과 가공 효율성을 가능하게 하는 이 특성은 블루 라이트 레이저에 대한 시장 수요의 급격한 증가로 이어졌습니다.
블루라이트 수요 증가의 핵심 동인
의심할 여지 없이 블루라이트 수요 증가의 가장 큰 원동력은 리튬 배터리 제조 분야입니다.
에너지 절약, 환경 보호 및 지속 가능한 개발의 일반적인 추세에 따라 신 에너지 자동차, 주로 전기 자동차가 점차 연료 자동차를 대체하고 있습니다. 신에너지 자동차는 이미 시장에서 멈출 수 없는 새로운 힘입니다. 연초 공업정보화부의 2023 데이터에 따르면 중국의 신에너지 자동차는 2022년에도 폭발적인 성장세를 이어가며 8년 연속 세계 1위를 유지했습니다. 시장 침투율은 새로운 기록을 세웠습니다. 올해 초 7월, 중국에서 생산된 2천만 번째 신에너지 자동차가 광저우 생산 라인에서 나왔습니다! 중국은 세계 최초로 신에너지 자동차 연간 판매 1,000만 대 시대에 진입하는 국가가 될 것으로 예상됩니다.
리튬 배터리 시장의 급속한 성장에 힘입어 전기 자동차의 생산 및 판매가 지속적으로 성장하고 있습니다. 중국의 전원 배터리 산업은 계속해서 세계를 주도하고 있으며 전원 배터리의 70%는 중국에서 제조됩니다.
리튬 배터리 제조에서 폴 러그 용접, 사각형 배터리 쉘 용접과 같은 구리, 알루미늄 및 기타 높은 반금속 재료의 용접에 많은 링크가 관련됩니다. 각형 전지에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 대부분의 전지 유형의 부품을 레이저 용접하는 것입니다. 일반적인 적외선과 비교하여 청색광 용접은 스패터, 다공성 없음, 용접 일관성이 양호하여 청색광에 대한 시장 수요가 유례가 없습니다.
산업 응용 분야의 막대한 원동력 외에도 청색광 레이저는 의료, 수중 감지, 조명, 디스플레이 및 기타 분야에서도 사용될 수 있으며 이러한 분야에서 드러난 수요는 청색광 레이저 기술의 개발을 촉진하여 어느 정도.
블루 레이저의 핵심 기술
블루 라이트 레이저의 핵심 기술은 블루 라이트 단일 튜브 칩입니다.
청색광 반도체 칩은 일반적으로 InGaN/AlGaN/GaN 등과 같은 재료를 기반으로 하며 에피택셜 성장, 웨이퍼 흐름 공정, 공동 표면 처리, 패키징 및 기타 공정 후에 사용 가능한 단일 튜브 제품으로 형성됩니다.
현재 상업적으로 이용 가능한 청색광 단일 튜브의 전력 수준은 5W이며 실험실에서 약 10W를 달성할 수 있습니다. 블루 라이트 단일 튜브 칩을 제공할 수 있는 제조업체는 많지 않습니다. 이 분야를 전문으로 하는 일부 국내 제조업체가 있지만 현재 독일과 일본 회사가 지배적인 위치에 있으며 독일 ams OSRAM이 그 중 하나입니다.
2023년 뮌헨 상하이 옵티컬 엑스포에서 Laser World Magazine은 ams OSRAM 시스템 솔루션 엔지니어링 부서의 선임 관리자인 Ms. Jie Xia를 인터뷰하는 영광을 누렸습니다. 그녀는 현재 ams OSRAM이 레이저 칩 제조에서 패키징에 이르는 완전한 생산 라인을 보유하고 있으며 현재 제공되는 상업용 블루 라이트 단일 튜브의 최고 출력은 5W라고 말했습니다. ams OSRAM은 안정적인 성능으로 청색광 단일 튜브 제품을 생산할 수 있는 정교한 공정 능력을 보유하고 있으며 이는 청색광 레이저 칩 분야를 장악할 수 있는 ams OSRAM의 핵심 장점 중 하나입니다.
블루라이트 적용 계속 확대
청색광의 적용에 대해 Xia Jie는 청색광 단일 튜브 5W 전력 수준으로는 산업 처리를 위한 더 높은 전력에 대한 수요를 충족시키기에 충분하지 않기 때문에 더 많은 단일 튜브 제품이 함께 결합될 것이라고 말했습니다. 더 높은 전력을 달성하기 위해 다른 처리는 청색 광원의 산업 처리에 사용될 수 있습니다.
반도체 산업을 살펴보면 복잡성이 매우 높으며 이는 포토닉스 산업이 직면한 과제와 매우 유사합니다. 포토닉스 산업과 마찬가지로 반도체 산업은 계속해서 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있습니다. 실제로 2021년 반도체 업계는 R&D에 무려 710억 달러를 지출하고 있는데, 이는 전 산업을 통틀어 R&D 지출액 기준 세계 2위다.
이번 전시회에서 ams OSRAM은 청색 레이저 칩 어셈블리를 기반으로 하는 30W, 100W 청색 레이저 모듈 샘플을 시연했습니다. 100W의 출력과 고휘도, 고출력 밀도를 달성하여 정밀 가공 작업에 사용할 수 있습니다.
특정 최소 침습 수술의 광원인 청색광은 수술 외상, 흉터 감소 및 환자 통증 측면에서 새로운 혁신을 개척할 것입니다. 많은 조직에서 이미 청색광 의료 응용 분야에 대한 심도 있는 연구와 연구를 수행하고 있으며 ams OSRAM이 청색광원을 제공하고 있는 것으로 알려졌습니다.
2011년 11월, Xi'an Jiaotong University 제1부속병원은 종양 적출을 위해 방광 종양의 레이저 적출에 사용되는 출력 200W의 블루 레이저 수술 장비를 세계 최초로 발표했다고 보고되었습니다.
ams OSRAM은 또한 파란색 레이저 칩 어셈블리를 기반으로 하는 레이저 조각 모듈을 시연했으며, 이 모듈은 20W, 30W, 40W, 50W 출력, 50μm × 70μm ~ 80μm × 110μm의 출력 스폿 크기, 20 ~ 50mm의 초점 거리를 제공할 수 있습니다. 옵션 사이. 이 블루 라이트 모듈은 금속, 목재, 종이, 가죽, 플라스틱 및 기타 여러 재료 조각에 적합한 가정용 DIY 조각 기계에 사용할 수 있습니다. 두께가 5mm 미만인 목재, 종이, 가죽도 절단할 수 있습니다. 스폿 크기가 50μm×70μm이고 전력이 40W일 때 두께 1cm의 황동 표면에 고정밀 조각을 실현할 수 있습니다. 초점 거리가 50mm일 때 금속을 새기고 나무를 자를 수 있습니다.
고출력 블루 레이저가 필요한 산업 공정 응용 분야의 경우 445nm의 출력 파장은 구리, 금 및 기타 금속 재료의 용접, 클래딩 및 적층 제조 응용 분야에 적합합니다. 또한 여러 개의 청색 레이저를 함께 적층 및 결합하여 킬로와트 또는 더 높은 청색광 모듈 제품의 출력을 달성할 수 있습니다. 이는 다양한 구리, 알루미늄 및 기타 부식 방지 소재로 리튬 배터리를 제조하는 가장 큰 응용 분야에 적합합니다. 용접 링크, 처리 품질을 동시에 보장하여 더 높은 처리 효율을 달성합니다.
구리 및 기타 고도의 반물질의 용접 적용 외에도 구리 레이저 클래딩 및 적층 제조도 청색광의 중요한 적용 분야입니다.
미래 트렌드
미래 시장 응용 수요의 관점에서 구리 및 기타 비철 재료 용접에서 새로운 에너지 자동차 리튬 배터리 제조를 위해 여전히 블루 레이저의 주요 응용 분야 중 하나입니다. 러그, 부스바, 상단 덮개, 모듈 및 기타 많은 용접 링크의 리튬 배터리, 밀봉, 미학, 용접 효율성 및 기타 지표에 대한 높은 수요는 파란색 레이저를 더 높은 출력, 더 나은 빔 품질 방향으로 유도합니다. ams OSRAM이 고전력 상업용 파란색 단일 튜브 개발에 참여해 왔다고 Xia Jie가 밝혔습니다.
파란색 단일 튜브의 전력을 향상시키는 것 외에도 단일 튜브 어레이는 결합 빔 방법을 통해 킬로와트 전력을 달성할 수 있으며 업계에서는 최대 4kW의 청색광 제품의 전력을 보고했으며 좋은 빔 품질. 따라서 시장 수요에 따라 블루 라이트 결합 빔 기술은 더 많은 새로운 돌파구를 만들 것입니다.
더 높은 전력, 더 높은 밝기의 청색 광원은 새로운 수준으로 처리 품질과 효율성에서 주류 리튬 제조가 될 것입니다. 고성능 청색 광원의 출현은 또한 청색 레이저 및 적색광, 녹색광 3색 합성, 레이저 백색광 형성과 같은 더 많은 새로운 응용 분야를 개발하기 위해 더 넓은 범위의 산업 가공을 넘어설 것입니다. 보다 생생하고 밝고 에너지 효율적인 디스플레이 색상을 얻기 위해 조명을 TV 화면에서 사용할 수 있습니다.
www.DeepL.com/Translator로 번역됨(무료 버전)
