1. લેસર ઉદ્યોગ ઝાંખી
(1) લેસર પરિચય
લેસર (રેડિયેશનના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશન, સંક્ષિપ્તમાં LASER) એ ઉત્તેજિત પ્રતિસાદ અને કિરણોત્સર્ગ દ્વારા સાંકડી આવર્તન પર પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગના એમ્પ્લીફિકેશન દ્વારા ઉત્પાદિત એક કોલિમેટેડ, મોનોક્રોમેટિક, સુસંગત, દિશાત્મક બીમ છે.
1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં લેસર ટેક્નોલોજીનો ઉદ્દભવ થયો હતો, અને સામાન્ય પ્રકાશથી તેના સંપૂર્ણપણે અલગ સ્વભાવને કારણે, લેસરનો ટૂંક સમયમાં જ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થવા લાગ્યો અને વિજ્ઞાન, ટેકનોલોજી, અર્થતંત્ર અને સમાજના વિકાસ અને પરિવર્તનને ખૂબ પ્રભાવિત કર્યો.
લેસરના જન્મથી પ્રાચીન ઓપ્ટિક્સનો ચહેરો નાટકીય રીતે બદલાઈ ગયો છે, ક્લાસિકલ ઓપ્ટિકલ ફિઝિક્સને નવી હાઈ-ટેક ડિસિપ્લિનમાં વિસ્તરણ કર્યું છે જેમાં ક્લાસિકલ ઓપ્ટિક્સ અને આધુનિક ફોટોનિક્સ બંનેનો સમાવેશ થાય છે, જે માનવ અર્થતંત્ર અને સમાજના વિકાસમાં બદલી ન શકાય તેવું યોગદાન આપે છે.લેસર ભૌતિકશાસ્ત્ર સંશોધને આધુનિક ફોટોનિક ભૌતિકશાસ્ત્રની બે મુખ્ય શાખાઓના વિકાસમાં ફાળો આપ્યો છે: ઊર્જા ફોટોનિક્સ અને માહિતી ફોટોનિક્સ.તેમાં નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ, ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સ, ક્વોન્ટમ કોમ્પ્યુટીંગ, લેસર સેન્સિંગ અને કોમ્યુનિકેશન, લેસર પ્લાઝ્મા ફિઝિક્સ, લેસર કેમિસ્ટ્રી, લેસર બાયોલોજી, લેસર મેડિસિન, અલ્ટ્રા-ચોક્કસ લેસર સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને મેટ્રોલોજી, લેસર એટોમિક ફિઝિક્સ સહિત લેસર કૂલીંગ અને બોસ-ઇન્સ્ટે રિસર્ચ મેટરનો સમાવેશ થાય છે. , લેસર ફંક્શનલ મટિરિયલ્સ, લેસર મેન્યુફેક્ચરિંગ, લેસર માઈક્રો-ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ચિપ ફેબ્રિકેશન, લેસર 3D પ્રિન્ટિંગ અને 20 થી વધુ ઈન્ટરનેશનલ ફ્રન્ટિયર ડિસિપ્લિન અને ટેકનોલોજીકલ એપ્લિકેશન્સ.લેસર સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજી વિભાગ (DSL)ની સ્થાપના નીચેના વિસ્તારોમાં કરવામાં આવી છે.
લેસર ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં, વિશ્વ "લાઇટ મેન્યુફેક્ચરિંગ" ના યુગમાં પ્રવેશ્યું છે, આંતરરાષ્ટ્રીય લેસર ઉદ્યોગના આંકડા અનુસાર, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ 1 ના વાર્ષિક જીડીપીના 50% ઉચ્ચ સ્તરીય લેસર એપ્લિકેશન્સના ઝડપી બજાર વિસ્તરણ સાથે સંબંધિત છે.યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને જાપાન દ્વારા રજૂ કરાયેલા કેટલાક વિકસિત દેશોએ મૂળભૂત રીતે ઓટોમોટિવ અને ઉડ્ડયન જેવા મુખ્ય ઉત્પાદન ઉદ્યોગોમાં લેસર પ્રક્રિયા સાથે પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓને બદલવાની પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરી છે.ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં લેસરએ ઓછી કિંમતની, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી, ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા અને વિશિષ્ટ ઉત્પાદન એપ્લિકેશનો માટે મોટી સંભાવના દર્શાવી છે જે પરંપરાગત ઉત્પાદન દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી, અને તે વિશ્વના મુખ્ય ઔદ્યોગિક દેશોમાં સ્પર્ધા અને નવીનતાનું એક મહત્વપૂર્ણ ડ્રાઇવર બની ગયું છે.દેશો તેમની સૌથી મહત્વપૂર્ણ અદ્યતન તકનીકોમાંની એક તરીકે લેસર ટેક્નોલોજીને સક્રિયપણે સમર્થન આપી રહ્યા છે અને રાષ્ટ્રીય લેસર ઉદ્યોગ વિકાસ યોજનાઓ વિકસાવી છે.
(2)લેસરસ્ત્રોત પીસિદ્ધાંત
લેસર એ એક ઉપકરણ છે જે જટિલ માળખું અને ઉચ્ચ તકનીકી અવરોધો સાથે દૃશ્યમાન અથવા અદ્રશ્ય પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્તેજિત રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરે છે.ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ મુખ્યત્વે પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત), ગેઇન મીડીયમ (કાર્યકારી પદાર્થ) અને રેઝોનન્ટ કેવિટી અને અન્ય ઓપ્ટિકલ ઉપકરણ સામગ્રીઓથી બનેલી છે.ગેઇન મિડિયમ એ ફોટોન જનરેશનનો સ્ત્રોત છે, અને પંપ સ્ત્રોત દ્વારા પેદા થતી ઉર્જાનું શોષણ કરીને, ગેઇન મિડિયમ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાંથી ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં કૂદકો મારે છે.ઉત્તેજિત સ્થિતિ અસ્થિર હોવાથી, આ સમયે, ગેઇન માધ્યમ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટની સ્થિર સ્થિતિમાં પાછા આવવા માટે ઊર્જા મુક્ત કરશે.ઊર્જા પ્રકાશનની આ પ્રક્રિયામાં, ગેઇન માધ્યમ ફોટોન ઉત્પન્ન કરે છે, અને આ ફોટોન ઊર્જા, તરંગલંબાઇ અને દિશામાં સુસંગતતાની ઉચ્ચ ડિગ્રી ધરાવે છે, તેઓ સતત ઓપ્ટિકલ રેઝોનન્ટ કેવિટી, પારસ્પરિક હિલચાલમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે, જેથી સતત વિસ્તૃત થઈ શકે, અને અંતે લેસર બીમ બનાવવા માટે પરાવર્તક દ્વારા લેસરને શૂટ કરો.ટર્મિનલ સાધનોની મુખ્ય ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ તરીકે, લેસરનું પ્રદર્શન ઘણીવાર લેસર સાધનોના આઉટપુટ બીમની ગુણવત્તા અને શક્તિને સીધી રીતે નિર્ધારિત કરે છે, તે ટર્મિનલ લેસર સાધનોનું મુખ્ય ઘટક છે.
પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત) ગેઇન માધ્યમને ઊર્જા ઉત્તેજના પ્રદાન કરે છે.ગેઇન મિડિયમ લેસર જનરેટ કરવા અને એમ્પ્લીફાય કરવા માટે ફોટોન ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્સાહિત છે.રેઝોનન્ટ કેવિટી એ એવી જગ્યા છે જ્યાં ફોટોન લાક્ષણિકતાઓ (આવર્તન, તબક્કો અને કામગીરીની દિશા) પોલાણમાં ફોટોન ઓસિલેશનને નિયંત્રિત કરીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા આઉટપુટ પ્રકાશ સ્ત્રોત મેળવવા માટે નિયંત્રિત થાય છે.પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત) ગેઇન માધ્યમ માટે ઉર્જા ઉત્તેજના પ્રદાન કરે છે.ગેઇન મિડિયમ લેસર જનરેટ કરવા અને એમ્પ્લીફાય કરવા માટે ફોટોન ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્સાહિત છે.રેઝોનન્ટ કેવિટી એ એવી જગ્યા છે જ્યાં ફોટોન લાક્ષણિકતાઓ (આવર્તન, તબક્કો અને કામગીરીની દિશા) પોલાણમાં ફોટોન ઓસિલેશનને નિયંત્રિત કરીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા આઉટપુટ પ્રકાશ સ્ત્રોત મેળવવા માટે ગોઠવવામાં આવે છે.
(3)લેસર સ્ત્રોતનું વર્ગીકરણ
લેસર સ્ત્રોતને ગેઇન મિડિયમ, આઉટપુટ વેવલેન્થ, ઓપરેશન મોડ અને પમ્પિંગ મોડ પ્રમાણે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, નીચે પ્રમાણે
① લાભ માધ્યમ દ્વારા વર્ગીકરણ
વિવિધ ગેઇન માધ્યમો અનુસાર, લેસરોને ઘન અવસ્થામાં વિભાજિત કરી શકાય છે (સોલિડ, સેમિકન્ડક્ટર, ફાઇબર, હાઇબ્રિડ સહિત), લિક્વિડ લેસરો, ગેસ લેસરો વગેરે.
| લેસરસ્ત્રોતપ્રકાર | મીડિયા મેળવો | મુખ્ય લક્ષણો |
| સોલિડ સ્ટેટ લેસર સ્ત્રોત | સોલિડ્સ, સેમિકન્ડક્ટર્સ, ફાઇબર ઓપ્ટિક્સ, હાઇબ્રિડ | સરસ સ્થિરતા, ઉચ્ચ શક્તિ, ઓછી જાળવણી ખર્ચ, ઔદ્યોગિકીકરણ માટે યોગ્ય |
| લિક્વિડ લેસર સ્ત્રોત | રાસાયણિક પ્રવાહી | વૈકલ્પિક તરંગલંબાઇ શ્રેણી હિટ, પરંતુ મોટા કદ અને ઉચ્ચ જાળવણી ખર્ચ |
| ગેસ લેસર સ્ત્રોત | વાયુઓ | ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા લેસર પ્રકાશ સ્ત્રોત, પરંતુ મોટા કદ અને ઉચ્ચ જાળવણી ખર્ચ |
| મફત ઇલેક્ટ્રોન લેસર સ્ત્રોત | ચોક્કસ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોન બીમ | અલ્ટ્રા-હાઇ પાવર અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાની લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, પરંતુ ઉત્પાદન તકનીક અને ઉત્પાદન ખર્ચ ખૂબ વધારે છે |
સારી સ્થિરતા, ઉચ્ચ શક્તિ અને ઓછા જાળવણી ખર્ચને લીધે, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોનો ઉપયોગ ચોક્કસ લાભ લે છે.
સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોમાં, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, નાનું કદ, લાંબુ આયુષ્ય, ઓછી ઉર્જાનો વપરાશ વગેરેના ફાયદા છે. એક તરફ, તેઓને મુખ્ય પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે સીધા જ લાગુ કરી શકાય છે અને લેસર પ્રોસેસિંગ, મેડિકલ, કોમ્યુનિકેશન, સેન્સિંગ, ડિસ્પ્લે, મોનિટરિંગ અને ડિફેન્સ એપ્લીકેશન, અને વ્યૂહાત્મક વિકાસ મહત્વ સાથે આધુનિક લેસર ટેક્નોલોજીના વિકાસ માટે મહત્વપૂર્ણ આધાર બની ગયા છે.
બીજી બાજુ, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનો ઉપયોગ અન્ય લેસરો જેમ કે સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો અને ફાઈબર લેસરો માટે કોર પમ્પિંગ લાઇટ સ્ત્રોત તરીકે પણ થઈ શકે છે, જે સમગ્ર લેસર ક્ષેત્રની તકનીકી પ્રગતિને મોટા પ્રમાણમાં પ્રોત્સાહન આપે છે.વિશ્વના તમામ મોટા વિકસિત દેશોએ તેને તેમની રાષ્ટ્રીય વિકાસ યોજનાઓમાં સામેલ કર્યો છે, મજબૂત સમર્થન આપીને અને ઝડપી વિકાસ મેળવ્યો છે.
② પમ્પિંગ પદ્ધતિ અનુસાર
લેસરોને પમ્પિંગ પદ્ધતિ અનુસાર ઇલેક્ટ્રિકલી પમ્પ્ડ, ઓપ્ટિકલી પમ્પ્ડ, રાસાયણિક રીતે પમ્પ્ડ લેસર વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
ઇલેક્ટ્રિકલી પમ્પ્ડ લેસરો વર્તમાન દ્વારા ઉત્તેજિત લેસરોનો સંદર્ભ આપે છે, ગેસ લેસરો મોટે ભાગે ગેસ ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર લેસરો મોટાભાગે વર્તમાન ઇન્જેક્શન દ્વારા ઉત્સાહિત હોય છે.
લગભગ તમામ સોલિડ સ્ટેટ લેસરો અને લિક્વિડ લેસરો ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરો છે, અને સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરો માટે કોર પમ્પિંગ સ્ત્રોત તરીકે થાય છે.
રાસાયણિક રીતે પમ્પ કરેલા લેસર એ લેસરોનો સંદર્ભ આપે છે જે કાર્યકારી સામગ્રીને ઉત્તેજિત કરવા માટે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.
③ઓપરેશન મોડ દ્વારા વર્ગીકરણ
લેસરોને તેમની કામગીરીની પદ્ધતિ અનુસાર સતત લેસર અને સ્પંદિત લેસરોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
સતત લેસરોમાં દરેક ઉર્જા સ્તર પર કણોની સંખ્યા અને પોલાણમાં રેડિયેશન ક્ષેત્રનું સ્થિર વિતરણ હોય છે, અને તેમની કામગીરી લાંબા સમય સુધી સતત રીતે કાર્યકારી સામગ્રીના ઉત્તેજના અને અનુરૂપ લેસર આઉટપુટ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. .સતત લેસર લાંબા સમય સુધી સતત લેસર લાઇટ આઉટપુટ કરી શકે છે, પરંતુ થર્મલ અસર વધુ સ્પષ્ટ છે.
સ્પંદિત લેસર એ સમયની અવધિનો સંદર્ભ આપે છે જ્યારે લેસર પાવર ચોક્કસ મૂલ્ય પર જાળવવામાં આવે છે, અને નાના થર્મલ ઇફેક્ટ અને સારી નિયંત્રણક્ષમતાની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ સાથે, લેસર લાઇટને અખંડિત રીતે આઉટપુટ કરે છે.
④ આઉટપુટ તરંગલંબાઇ દ્વારા વર્ગીકરણ
લેસરોને તરંગલંબાઇ અનુસાર ઇન્ફ્રારેડ લેસરો, દૃશ્યમાન લેસરો, અલ્ટ્રાવાયોલેટ લેસરો, ડીપ અલ્ટ્રાવાયોલેટ લેસરો અને તેથી વધુ તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.પ્રકાશની તરંગલંબાઇ શ્રેણી કે જે વિવિધ માળખાગત સામગ્રીઓ દ્વારા શોષી શકાય છે તે અલગ છે, તેથી વિવિધ સામગ્રીની ઝીણી પ્રક્રિયા માટે અથવા વિવિધ એપ્લિકેશન દૃશ્યો માટે વિવિધ તરંગલંબાઇના લેસરોની જરૂર છે.ઇન્ફ્રારેડ લેસરો અને યુવી લેસરો બે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા લેસરો છે.ઇન્ફ્રારેડ લેસરોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે "થર્મલ પ્રોસેસિંગ" માં થાય છે, જ્યાં સામગ્રીની સપાટી પરની સામગ્રીને ગરમ કરવામાં આવે છે અને સામગ્રીને દૂર કરવા માટે બાષ્પીભવન (બાષ્પીભવન) થાય છે;પાતળી ફિલ્મ નોન-મેટાલિક મટિરિયલ પ્રોસેસિંગમાં, સેમિકન્ડક્ટર વેફર કટીંગ, ઓર્ગેનિક ગ્લાસ કટીંગ, ડ્રિલિંગ, માર્કિંગ અને અન્ય ફીલ્ડ, ઉચ્ચ ઉર્જા પાતળી ફિલ્મ નોન-મેટાલિક મટિરિયલ પ્રોસેસિંગના ક્ષેત્રમાં, સેમિકન્ડક્ટર વેફર કટીંગ, ઓર્ગેનિક ગ્લાસ કટીંગ, ડ્રિલિંગ, માર્કિંગ, વગેરે., ઉચ્ચ ઉર્જા યુવી ફોટોન બિન-ધાતુ પદાર્થોની સપાટી પરના મોલેક્યુલર બોન્ડને સીધો તોડે છે, જેથી પરમાણુઓને પદાર્થથી અલગ કરી શકાય, અને આ પદ્ધતિ ઉચ્ચ ગરમીની પ્રતિક્રિયા પેદા કરતી નથી, તેથી તેને સામાન્ય રીતે "ઠંડા" કહેવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા".
યુવી ફોટોનની ઉચ્ચ ઊર્જાને કારણે, બાહ્ય ઉત્તેજના સ્ત્રોત દ્વારા ચોક્કસ ઉચ્ચ શક્તિનું સતત યુવી લેસર જનરેટ કરવું મુશ્કેલ છે, તેથી યુવી લેસર સામાન્ય રીતે ક્રિસ્ટલ મટીરીયલ નોનલાઇનર ઇફેક્ટ ફ્રિક્વન્સી કન્વર્ઝન મેથડના ઉપયોગ દ્વારા જનરેટ થાય છે, તેથી વર્તમાનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. યુવી લેસરોનું ઔદ્યોગિક ક્ષેત્ર મુખ્યત્વે સોલિડ-સ્ટેટ યુવી લેસરો છે.
(4) ઉદ્યોગ સાંકળ
ઉદ્યોગ શૃંખલાનો અપસ્ટ્રીમ એ લેસર કોરો અને ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉત્પાદન માટે સેમિકન્ડક્ટર કાચો માલ, ઉચ્ચ-અંતના સાધનો અને સંબંધિત ઉત્પાદન એસેસરીઝનો ઉપયોગ છે, જે લેસર ઉદ્યોગનો પાયાનો છે અને ઉચ્ચ એક્સેસ થ્રેશોલ્ડ ધરાવે છે.ઉદ્યોગ શૃંખલાનો મધ્યપ્રવાહ એ વિવિધ લેસરોના ઉત્પાદન અને વેચાણ માટે પંપ સ્ત્રોત તરીકે અપસ્ટ્રીમ લેસર ચિપ્સ અને ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, મોડ્યુલો, ઓપ્ટિકલ ઘટકો વગેરેનો ઉપયોગ છે, જેમાં ડાયરેક્ટ સેમિકન્ડક્ટર લેસરો, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લેસરો, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો, ફાઇબર લેસરો, વગેરે;ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગ મુખ્યત્વે ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા સાધનો, LIDAR, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન્સ, તબીબી સુંદરતા અને અન્ય એપ્લિકેશન ઉદ્યોગો સહિત વિવિધ લેસરોના એપ્લિકેશન વિસ્તારોનો સંદર્ભ આપે છે.
①અપસ્ટ્રીમ સપ્લાયર્સ
સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ, ઉપકરણો અને મોડ્યુલ્સ જેવા અપસ્ટ્રીમ ઉત્પાદનો માટેનો કાચો માલ મુખ્યત્વે વિવિધ ચિપ સામગ્રી, ફાઇબર સામગ્રી અને મશીનવાળા ભાગો છે, જેમાં સબસ્ટ્રેટ, હીટ સિંક, રસાયણો અને હાઉસિંગ સેટનો સમાવેશ થાય છે.ચિપ પ્રોસેસિંગ માટે અપસ્ટ્રીમ કાચા માલની ઉચ્ચ ગુણવત્તા અને પ્રદર્શનની જરૂર છે, મુખ્યત્વે વિદેશી સપ્લાયરો પાસેથી, પરંતુ સ્થાનિકીકરણની ડિગ્રી ધીમે ધીમે વધી રહી છે, અને ધીમે ધીમે સ્વતંત્ર નિયંત્રણ પ્રાપ્ત કરે છે.મુખ્ય અપસ્ટ્રીમ કાચા માલસામાનની કામગીરીની સીધી અસર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સની ગુણવત્તા પર પડે છે, વિવિધ ચિપ સામગ્રીના પ્રદર્શનમાં સતત સુધારણા સાથે, ઉદ્યોગના ઉત્પાદનોના પ્રદર્શનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે હકારાત્મક ભૂમિકા ભજવે છે.
②મિડસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગ સાંકળ
સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ એ ઉદ્યોગ શૃંખલાના મધ્યપ્રવાહમાં વિવિધ પ્રકારના લેસરોનો મુખ્ય પંપ પ્રકાશ સ્ત્રોત છે, અને મિડસ્ટ્રીમ લેસરોના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવામાં સકારાત્મક ભૂમિકા ભજવે છે.મિડસ્ટ્રીમ લેસર્સના ક્ષેત્રમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને અન્ય વિદેશી સાહસોનું વર્ચસ્વ છે, પરંતુ તાજેતરના વર્ષોમાં સ્થાનિક લેસર ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસ પછી, ઉદ્યોગ સાંકળના મધ્ય પ્રવાહના બજારે ઝડપી સ્થાનિક અવેજી પ્રાપ્ત કરી છે.
③ઔદ્યોગિક સાંકળ ડાઉનસ્ટ્રીમ
ઉદ્યોગના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવામાં ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગની મોટી ભૂમિકા છે, તેથી ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગનો વિકાસ ઉદ્યોગની બજાર જગ્યાને સીધી અસર કરશે.ચીનની અર્થવ્યવસ્થાની સતત વૃદ્ધિ અને આર્થિક પરિવર્તન માટે વ્યૂહાત્મક તકોના ઉદભવે આ ઉદ્યોગના વિકાસ માટે વધુ સારી વિકાસ પરિસ્થિતિઓ બનાવી છે.ચીન એક મેન્યુફેક્ચરિંગ કન્ટ્રીમાંથી મેન્યુફેક્ચરિંગ પાવરહાઉસ તરફ આગળ વધી રહ્યું છે અને ડાઉનસ્ટ્રીમ લેસરો અને લેસર સાધનો મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગને અપગ્રેડ કરવાની ચાવીઓ પૈકીની એક છે, જે આ ઉદ્યોગના લાંબા ગાળાના સુધારણા માટે સારી માંગનું વાતાવરણ પૂરું પાડે છે.સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ અને તેમના ઉપકરણોના પ્રદર્શન સૂચકાંક માટે ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગની આવશ્યકતાઓ વધી રહી છે, અને સ્થાનિક સાહસો ધીમે ધીમે ઓછી શક્તિવાળા લેસર માર્કેટમાંથી ઉચ્ચ પાવર લેસર માર્કેટમાં પ્રવેશી રહ્યા છે, તેથી ઉદ્યોગે તકનીકી સંશોધનના ક્ષેત્રમાં સતત રોકાણ વધારવું જોઈએ. અને વિકાસ અને સ્વતંત્ર નવીનતા.
2. સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગ વિકાસ સ્થિતિ
સેમિકન્ડક્ટર લેસરોમાં તમામ પ્રકારના લેસરોમાં શ્રેષ્ઠ ઉર્જા રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા હોય છે, એક તરફ, તેનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ ફાઈબર લેસરો, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો અને અન્ય ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરોના કોર પંપ સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે.બીજી બાજુ, પાવર કાર્યક્ષમતા, બ્રાઇટનેસ, લાઇફટાઇમ, મલ્ટિ-વેવલન્થ, મોડ્યુલેશન રેટ, વગેરેના સંદર્ભમાં સેમિકન્ડક્ટર લેસર ટેક્નોલોજીની સતત પ્રગતિ સાથે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ મટીરીયલ પ્રોસેસિંગ, મેડિકલ, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન, ઓપ્ટિકલ સેન્સિંગ, વગેરેમાં થાય છે. સંરક્ષણ, વગેરે. લેસર ફોકસ વર્લ્ડ અનુસાર, ડાયોડ લેસરોની કુલ વૈશ્વિક આવક, એટલે કે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરો અને નોન-ડાયોડ લેસરો, 2021 માં $18,480 મિલિયન હોવાનો અંદાજ છે, જેમાં સેમિકન્ડક્ટર લેસરો કુલ આવકના 43% હિસ્સો ધરાવે છે.
લેસર ફોકસ વર્લ્ડ મુજબ, વૈશ્વિક સેમિકન્ડક્ટર લેસર માર્કેટ 2020માં $6,724 મિલિયનનું હશે, જે પાછલા વર્ષ કરતાં 14.20% વધારે છે.વૈશ્વિક બુદ્ધિમત્તાના વિકાસ સાથે, સ્માર્ટ ઉપકરણો, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, નવી ઊર્જા અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં લેસરોની વધતી માંગ તેમજ તબીબી, સૌંદર્ય સાધનો અને અન્ય ઉભરતી એપ્લિકેશનોના સતત વિસ્તરણને કારણે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનો ઉપયોગ પંપ સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરો માટે, અને તેનું બજાર કદ સ્થિર વૃદ્ધિ જાળવી રાખશે.2021 વૈશ્વિક સેમિકન્ડક્ટર લેસર માર્કેટનું કદ $7.946 બિલિયન, બજાર વૃદ્ધિ દર 18.18%.
તકનીકી નિષ્ણાતો અને સાહસો અને પ્રેક્ટિશનરોના સંયુક્ત પ્રયાસો દ્વારા, ચીનના સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગે અસાધારણ વિકાસ હાંસલ કર્યો છે, જેથી ચીનના સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગે શરૂઆતથી પ્રક્રિયાનો અનુભવ કર્યો છે, અને ચીનના સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગના પ્રોટોટાઇપની શરૂઆત થઈ છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, ચીને લેસર ઉદ્યોગના વિકાસમાં વધારો કર્યો છે, અને વિવિધ પ્રદેશો વૈજ્ઞાનિક સંશોધન, તકનીકી વૃદ્ધિ, બજાર વિકાસ અને સરકારના નેતૃત્વ હેઠળ લેસર ઔદ્યોગિક ઉદ્યાનોના નિર્માણ અને લેસર સાહસોના સહકાર માટે સમર્પિત છે.
3. ચીનના લેસર ઉદ્યોગનો ભાવિ વિકાસ વલણ
યુરોપ અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના વિકસિત દેશોની તુલનામાં, ચીનની લેસર ટેક્નોલોજી મોડું નથી થયું, પરંતુ લેસર ટેક્નોલોજી અને હાઇ-એન્ડ કોર ટેક્નોલોજીના ઉપયોગમાં હજુ પણ નોંધપાત્ર અંતર છે, ખાસ કરીને અપસ્ટ્રીમ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને અન્ય મુખ્ય ઘટકો હજુ પણ છે. આયાત પર નિર્ભર.
યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને જાપાન દ્વારા રજૂ કરાયેલા વિકસિત દેશોએ મૂળભૂત રીતે કેટલાક મોટા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં પરંપરાગત ઉત્પાદન તકનીકની બદલી પૂર્ણ કરી છે અને "લાઇટ મેન્યુફેક્ચરિંગ" ના યુગમાં પ્રવેશ કર્યો છે;જોકે ચીનમાં લેસર એપ્લિકેશનનો વિકાસ ઝડપી છે, પરંતુ એપ્લિકેશનનો પ્રવેશ દર હજુ પણ પ્રમાણમાં ઓછો છે.ઔદ્યોગિક અપગ્રેડિંગની મુખ્ય તકનીક તરીકે, લેસર ઉદ્યોગ રાષ્ટ્રીય સમર્થનના મુખ્ય ક્ષેત્ર તરીકે ચાલુ રહેશે, અને એપ્લિકેશનના અવકાશને વિસ્તૃત કરવાનું ચાલુ રાખશે, અને આખરે ચીનના ઉત્પાદન ઉદ્યોગને "લાઇટ મેન્યુફેક્ચરિંગ" યુગમાં પ્રોત્સાહન આપશે.વર્તમાન વિકાસ પરિસ્થિતિમાંથી, ચીનના લેસર ઉદ્યોગનો વિકાસ નીચેના વિકાસ વલણો દર્શાવે છે.
(1) સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને અન્ય મુખ્ય ઘટકો ધીમે ધીમે સ્થાનિકીકરણની અનુભૂતિ કરે છે
ઉદાહરણ તરીકે ફાઈબર લેસર લો, હાઈ પાવર ફાઈબર લેસર પંપ સોર્સ સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો મુખ્ય એપ્લીકેશન એરિયા છે, હાઈ પાવર સેમીકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને મોડ્યુલ ફાઈબર લેસરનું મહત્વનું ઘટક છે.તાજેતરના વર્ષોમાં, ચીનનો ઓપ્ટિકલ ફાઇબર લેસર ઉદ્યોગ ઝડપી વૃદ્ધિના તબક્કામાં છે, અને સ્થાનિકીકરણની ડિગ્રી દર વર્ષે વધી રહી છે.
બજારના ઘૂંસપેંઠના સંદર્ભમાં, લો-પાવર ફાઇબર લેસર માર્કેટમાં, ઘરેલું લેસરોનો બજાર હિસ્સો 2019 માં 99.01% પર પહોંચ્યો હતો;મધ્યમ-પાવર ફાઇબર લેસર માર્કેટમાં, તાજેતરના વર્ષોમાં સ્થાનિક લેસરોનો ઘૂંસપેંઠ દર 50% થી વધુ જાળવવામાં આવ્યો છે;હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરોની સ્થાનિકીકરણ પ્રક્રિયા પણ 2013 થી 2019 સુધી "શરૂઆતથી" હાંસલ કરવા માટે ધીમે ધીમે આગળ વધી રહી છે.હાઈ-પાવર ફાઈબર લેસરોની સ્થાનિકીકરણ પ્રક્રિયા પણ ધીમે ધીમે 2013 થી 2019 સુધી આગળ વધી રહી છે, અને 55.56% ના ઘૂંસપેંઠ દરે પહોંચી ગઈ છે, અને 2020 માં હાઈ-પાવર ફાઈબર લેસરોનો સ્થાનિક પ્રવેશ દર 57.58% થવાની ધારણા છે.
જો કે, મુખ્ય ઘટકો જેમ કે હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ હજુ પણ આયાત પર નિર્ભર છે, અને કોર તરીકે સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ સાથેના લેસરોના અપસ્ટ્રીમ ઘટકો ધીમે ધીમે સ્થાનીકૃત થઈ રહ્યા છે, જે એક તરફ અપસ્ટ્રીમ ઘટકોના માર્કેટ સ્કેલને સુધારે છે. સ્થાનિક લેસર, અને બીજી બાજુ, અપસ્ટ્રીમ કોર ઘટકોના સ્થાનિકીકરણ સાથે, તે આંતરરાષ્ટ્રીય સ્પર્ધામાં ભાગ લેવાની સ્થાનિક લેસર ઉત્પાદકોની ક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે.
(2) લેસર એપ્લીકેશન ઝડપથી અને વ્યાપક રીતે પ્રવેશ કરે છે
અપસ્ટ્રીમ કોર ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ક્રમિક સ્થાનિકીકરણ અને લેસર એપ્લિકેશન ખર્ચમાં ધીમે ધીમે ઘટાડો સાથે, લેસરો ઘણા ઉદ્યોગોમાં વધુ ઊંડાણપૂર્વક પ્રવેશ કરશે.
એક તરફ, ચાઇના માટે, લેસર પ્રોસેસિંગ પણ ચાઇનાના ઉત્પાદન ઉદ્યોગના ટોચના દસ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં બંધબેસે છે, અને એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે લેસર પ્રક્રિયાના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો વધુ વિસ્તરણ કરવામાં આવશે અને ભવિષ્યમાં બજારના ધોરણને વધુ વિસ્તૃત કરવામાં આવશે.બીજી તરફ, ડ્રાઇવર વિનાની, એડવાન્સ્ડ આસિસ્ટેડ ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ, સર્વિસ-ઓરિએન્ટેડ રોબોટ, 3D સેન્સિંગ વગેરે જેવી ટેક્નોલોજીના સતત લોકપ્રિયતા અને વિકાસ સાથે, તે ઓટોમોબાઇલ, આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં વધુ લાગુ થશે. , ચહેરાની ઓળખ, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન અને રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ સંશોધન.ઉપરોક્ત લેસર એપ્લિકેશન્સના મુખ્ય ઉપકરણ અથવા ઘટક તરીકે, સેમિકન્ડક્ટર લેસર પણ ઝડપી વિકાસ સ્થાન મેળવશે.
(3) ઉચ્ચ શક્તિ, સારી બીમ ગુણવત્તા, ટૂંકી તરંગલંબાઇ અને ઝડપી આવર્તન દિશા વિકાસ
ઔદ્યોગિક લેસરોના ક્ષેત્રમાં, ફાઈબર લેસરોએ તેમના પરિચયથી આઉટપુટ પાવર, બીમની ગુણવત્તા અને તેજની દ્રષ્ટિએ ઘણી પ્રગતિ કરી છે.જો કે, ઉચ્ચ શક્તિ પ્રોસેસિંગની ઝડપને સુધારી શકે છે, પ્રોસેસિંગ ગુણવત્તાને શ્રેષ્ઠ બનાવી શકે છે અને પ્રોસેસિંગ ક્ષેત્રને ભારે ઉદ્યોગ ઉત્પાદનમાં વિસ્તૃત કરી શકે છે, ઓટોમોટિવ ઉત્પાદન, એરોસ્પેસ ઉત્પાદન, ઊર્જા, મશીનરી ઉત્પાદન, ધાતુશાસ્ત્ર, રેલ પરિવહન બાંધકામ, વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં કટીંગમાં એપ્લિકેશન. , વેલ્ડીંગ, સરફેસ ટ્રીટમેન્ટ, વગેરે, ફાઈબર લેસર પાવરની જરૂરિયાતો સતત વધી રહી છે.અનુરૂપ ઉપકરણ ઉત્પાદકોએ કોર ઉપકરણો (જેમ કે હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને ગેઇન ફાઇબર) ની કામગીરીમાં સતત સુધારો કરવાની જરૂર છે, ફાઇબર લેસર પાવર વધારવા માટે પણ અદ્યતન લેસર મોડ્યુલેશન તકનીકની જરૂર છે જેમ કે બીમ સંયોજન અને પાવર સંશ્લેષણ, જે નવી જરૂરિયાતો લાવશે. અને ઉચ્ચ-શક્તિ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ ઉત્પાદકો માટે પડકારો.વધુમાં, ટૂંકી તરંગલંબાઇ, વધુ તરંગલંબાઇ, ઝડપી (અલ્ટ્રાફાસ્ટ) લેસર વિકાસ પણ એક મહત્વપૂર્ણ દિશા છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ચિપ્સ, ડિસ્પ્લે, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, એરોસ્પેસ અને અન્ય ચોકસાઇ માઇક્રોપ્રોસેસિંગ, તેમજ જીવન વિજ્ઞાન, તબીબી, સંવેદના અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે. ક્ષેત્રો, સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ પણ આગળ નવી જરૂરિયાતો મૂકી.
(4) હાઈ પાવર લેસર ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકો માટે વધુ વૃદ્ધિની માંગ છે
હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરનો વિકાસ અને ઔદ્યોગિકીકરણ એ ઉદ્યોગ શૃંખલાની સિનર્જિસ્ટિક પ્રગતિનું પરિણામ છે, જેને કોર ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકો જેમ કે પંપ સ્ત્રોત, આઈસોલેટર, બીમ કોન્સેન્ટ્રેટર વગેરેના સમર્થનની જરૂર છે. હાઈ-પાવરમાં વપરાતા ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકો ફાઇબર લેસર એ તેના વિકાસ અને ઉત્પાદનનો આધાર અને મુખ્ય ઘટકો છે, અને હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરનું વિસ્તરતું બજાર પણ ઉચ્ચ-શક્તિ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ જેવા મુખ્ય ઘટકોની બજાર માંગને આગળ ધપાવે છે.તે જ સમયે, સ્થાનિક ફાઇબર લેસર ટેક્નોલોજીના સતત સુધારા સાથે, આયાત અવેજીકરણ અનિવાર્ય વલણ બની ગયું છે, વિશ્વમાં લેસર માર્કેટ શેરમાં સુધારો થતો રહેશે, જે ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ઉત્પાદકોની સ્થાનિક શક્તિ માટે પણ મોટી તકો લાવે છે.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-07-2023
