1. લેસર ઉદ્યોગ ઝાંખી
(1) લેસર પરિચય
લેસર (રેડિયેશનના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા પ્રકાશ પ્રવર્ધન, જેને LASER તરીકે સંક્ષિપ્તમાં કહેવામાં આવે છે) એ ઉત્તેજિત પ્રતિસાદ રેઝોનન્સ અને રેડિયેશન દ્વારા સાંકડી આવર્તન પર પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગના પ્રવર્ધન દ્વારા ઉત્પન્ન થતો પ્રકાશનો એક સંકલિત, મોનોક્રોમેટિક, સુસંગત, દિશાત્મક કિરણ છે.
લેસર ટેકનોલોજીનો ઉદભવ 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં થયો હતો, અને સામાન્ય પ્રકાશથી સંપૂર્ણપણે અલગ સ્વભાવને કારણે, લેસરનો ઉપયોગ ટૂંક સમયમાં વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થવા લાગ્યો અને તેણે વિજ્ઞાન, ટેકનોલોજી, અર્થતંત્ર અને સમાજના વિકાસ અને પરિવર્તન પર ઊંડો પ્રભાવ પાડ્યો.
લેસરના જન્મથી પ્રાચીન ઓપ્ટિક્સનો ચહેરો નાટ્યાત્મક રીતે બદલાઈ ગયો છે, શાસ્ત્રીય ઓપ્ટિકલ ભૌતિકશાસ્ત્રને એક નવી હાઇ-ટેક શાખામાં વિસ્તરી ગયું છે જે શાસ્ત્રીય ઓપ્ટિક્સ અને આધુનિક ફોટોનિક્સ બંનેને સમાવે છે, જે માનવ અર્થતંત્ર અને સમાજના વિકાસમાં અનિવાર્ય યોગદાન આપે છે. લેસર ભૌતિકશાસ્ત્ર સંશોધને આધુનિક ફોટોનિક ભૌતિકશાસ્ત્રની બે મુખ્ય શાખાઓના વિકાસમાં ફાળો આપ્યો છે: ઊર્જા ફોટોનિક્સ અને માહિતી ફોટોનિક્સ. તે નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ, ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સ, ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ, લેસર સેન્સિંગ અને કોમ્યુનિકેશન, લેસર પ્લાઝ્મા ભૌતિકશાસ્ત્ર, લેસર રસાયણશાસ્ત્ર, લેસર બાયોલોજી, લેસર દવા, અલ્ટ્રા-પ્રિસાઇઝ લેસર સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને મેટ્રોલોજી, લેસર અણુ ભૌતિકશાસ્ત્ર જેમાં લેસર કૂલિંગ અને બોસ-આઈન્સ્ટાઈન કન્ડેન્સ્ડ મેટર રિસર્ચ, લેસર ફંક્શનલ મટિરિયલ્સ, લેસર મેન્યુફેક્ચરિંગ, લેસર માઇક્રો-ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ચિપ ફેબ્રિકેશન, લેસર 3D પ્રિન્ટિંગ અને 20 થી વધુ આંતરરાષ્ટ્રીય સરહદ શાખાઓ અને તકનીકી એપ્લિકેશનોનો સમાવેશ કરે છે. નીચેના ક્ષેત્રોમાં લેસર સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી વિભાગ (DSL) ની સ્થાપના કરવામાં આવી છે.
લેસર ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં, વિશ્વ "લાઇટ મેન્યુફેક્ચરિંગ" ના યુગમાં પ્રવેશી ગયું છે, આંતરરાષ્ટ્રીય લેસર ઉદ્યોગના આંકડા અનુસાર, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના વાર્ષિક GDP ના 50% ઉચ્ચ-સ્તરીય લેસર એપ્લિકેશનોના ઝડપી બજાર વિસ્તરણ સાથે સંબંધિત છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને જાપાન દ્વારા રજૂ કરાયેલા ઘણા વિકસિત દેશોએ ઓટોમોટિવ અને ઉડ્ડયન જેવા મુખ્ય ઉત્પાદન ઉદ્યોગોમાં પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓને લેસર પ્રોસેસિંગ સાથે બદલવાનું મૂળભૂત રીતે પૂર્ણ કર્યું છે. ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં લેસરે ઓછી કિંમત, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા, ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા અને ખાસ ઉત્પાદન એપ્લિકેશનો માટે મોટી સંભાવના દર્શાવી છે જે પરંપરાગત ઉત્પાદન દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાતી નથી, અને વિશ્વના મુખ્ય ઔદ્યોગિક દેશોમાં સ્પર્ધા અને નવીનતાનો એક મહત્વપૂર્ણ ડ્રાઇવર બની ગયો છે. દેશો તેમની સૌથી મહત્વપૂર્ણ અત્યાધુનિક તકનીકોમાંની એક તરીકે લેસર ટેકનોલોજીને સક્રિયપણે સમર્થન આપી રહ્યા છે અને રાષ્ટ્રીય લેસર ઉદ્યોગ વિકાસ યોજનાઓ વિકસાવી છે.
(૨)લેસરસ્ત્રોત પીશિષ્ટાચાર
લેસર એ એક એવું ઉપકરણ છે જે દૃશ્યમાન અથવા અદ્રશ્ય પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્તેજિત કિરણોત્સર્ગનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં જટિલ રચના અને ઉચ્ચ તકનીકી અવરોધો હોય છે. ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ મુખ્યત્વે પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત), ગેઇન માધ્યમ (કાર્યકારી પદાર્થ) અને રેઝોનન્ટ કેવિટી અને અન્ય ઓપ્ટિકલ ઉપકરણ સામગ્રીથી બનેલી હોય છે. ગેઇન માધ્યમ ફોટોન ઉત્પાદનનો સ્ત્રોત છે, અને પંપ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાને શોષીને, ગેઇન માધ્યમ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટથી એક્સાઇટેડ સ્ટેટમાં કૂદી જાય છે. ઉત્તેજિત સ્થિતિ અસ્થિર હોવાથી, આ સમયે, ગેઇન માધ્યમ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટની સ્થિર સ્થિતિમાં પાછા ફરવા માટે ઊર્જા છોડશે. ઉર્જા પ્રકાશનની આ પ્રક્રિયામાં, ગેઇન માધ્યમ ફોટોન ઉત્પન્ન કરે છે, અને આ ફોટોનમાં ઊર્જા, તરંગલંબાઇ અને દિશામાં ઉચ્ચ ડિગ્રી સુસંગતતા હોય છે, તેઓ સતત ઓપ્ટિકલ રેઝોનન્ટ કેવિટી, પારસ્પરિક ગતિમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે, જેથી સતત વિસ્તૃત થાય, અને અંતે લેસરને પરાવર્તક દ્વારા શૂટ કરે જેથી લેસર બીમ બને. ટર્મિનલ સાધનોની મુખ્ય ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ તરીકે, લેસરનું પ્રદર્શન ઘણીવાર લેસર સાધનોના આઉટપુટ બીમની ગુણવત્તા અને શક્તિ સીધી રીતે નક્કી કરે છે, તે ટર્મિનલ લેસર સાધનોનો મુખ્ય ઘટક છે.
પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત) ગેઇન માધ્યમને ઉર્જા ઉત્તેજના પૂરી પાડે છે. ગેઇન માધ્યમ લેસર ઉત્પન્ન કરવા અને તેને વિસ્તૃત કરવા માટે ફોટોન ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્તેજિત થાય છે. રેઝોનન્ટ કેવિટી એ એવી જગ્યા છે જ્યાં ફોટોન લાક્ષણિકતાઓ (આવર્તન, તબક્કો અને કામગીરીની દિશા) ને પોલાણમાં ફોટોન ઓસિલેશનને નિયંત્રિત કરીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા આઉટપુટ પ્રકાશ સ્ત્રોત મેળવવા માટે નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત) ગેઇન માધ્યમ માટે ઉર્જા ઉત્તેજના પૂરી પાડે છે. ગેઇન માધ્યમ લેસર ઉત્પન્ન કરવા અને વિસ્તૃત કરવા માટે ફોટોન ઉત્પન્ન કરવા માટે ઉત્તેજિત થાય છે. રેઝોનન્ટ કેવિટી એ એવી જગ્યા છે જ્યાં ફોટોન લાક્ષણિકતાઓ (આવર્તન, તબક્કો અને કામગીરીની દિશા) ને પોલાણમાં ફોટોન ઓસિલેશનને નિયંત્રિત કરીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા આઉટપુટ પ્રકાશ સ્ત્રોત મેળવવા માટે ગોઠવવામાં આવે છે.
(૩)લેસર સ્ત્રોતનું વર્ગીકરણ
લેસર સ્ત્રોતને ગેઇન મીડીયમ, આઉટપુટ વેવલેન્થ, ઓપરેશન મોડ અને પમ્પિંગ મોડ અનુસાર નીચે મુજબ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.
① લાભ માધ્યમ દ્વારા વર્ગીકરણ
વિવિધ ગેઇન મીડિયા અનુસાર, લેસરોને ઘન અવસ્થા (ઘન, સેમિકન્ડક્ટર, ફાઇબર, હાઇબ્રિડ સહિત), પ્રવાહી લેસર, ગેસ લેસર વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
| લેસરસ્ત્રોતપ્રકાર | ગેઇન મીડિયા | મુખ્ય લક્ષણો |
| સોલિડ સ્ટેટ લેસર સોર્સ | સોલિડ્સ, સેમિકન્ડક્ટર્સ, ફાઇબર ઓપ્ટિક્સ, હાઇબ્રિડ | સારી સ્થિરતા, ઉચ્ચ શક્તિ, ઓછી જાળવણી ખર્ચ, ઔદ્યોગિકરણ માટે યોગ્ય |
| પ્રવાહી 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 | અતિ-ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા લેસર આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, પરંતુ ઉત્પાદન ટેકનોલોજી અને ઉત્પાદન ખર્ચ ખૂબ ઊંચા છે. |
સારી સ્થિરતા, ઉચ્ચ શક્તિ અને ઓછા જાળવણી ખર્ચને કારણે, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોનો ઉપયોગ સંપૂર્ણ લાભ લે છે.
સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોમાં, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, નાના કદ, લાંબુ જીવન, ઓછી ઉર્જા વપરાશ વગેરેના ફાયદા છે. એક તરફ, તેઓ સીધા મુખ્ય પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે લાગુ કરી શકાય છે અને લેસર પ્રોસેસિંગ, તબીબી, સંદેશાવ્યવહાર, સેન્સિંગ, ડિસ્પ્લે, મોનિટરિંગ અને સંરક્ષણ એપ્લિકેશનો માટે સપોર્ટ કરી શકે છે, અને વ્યૂહાત્મક વિકાસ મહત્વ સાથે આધુનિક લેસર ટેકનોલોજીના વિકાસ માટે એક મહત્વપૂર્ણ આધાર બની ગયા છે.
બીજી બાજુ, સેમિકન્ડક્ટર લેસરોનો ઉપયોગ સોલિડ-સ્ટેટ લેસર અને ફાઇબર લેસર જેવા અન્ય લેસર માટે કોર પમ્પિંગ લાઇટ સ્ત્રોત તરીકે પણ થઈ શકે છે, જે સમગ્ર લેસર ક્ષેત્રની તકનીકી પ્રગતિને મોટા પ્રમાણમાં પ્રોત્સાહન આપે છે. વિશ્વના તમામ મુખ્ય વિકસિત દેશોએ તેને તેમની રાષ્ટ્રીય વિકાસ યોજનાઓમાં સામેલ કર્યું છે, મજબૂત સમર્થન આપ્યું છે અને ઝડપી વિકાસ મેળવ્યો છે.
② પમ્પિંગ પદ્ધતિ અનુસાર
પમ્પિંગ પદ્ધતિ અનુસાર લેસરોને ઇલેક્ટ્રિકલી પમ્પ્ડ, ઓપ્ટિકલી પમ્પ્ડ, રાસાયણિક રીતે પમ્પ્ડ લેસર વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
ઇલેક્ટ્રિકલી પમ્પ્ડ લેસરો એ લેસરો છે જે કરંટ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, ગેસ લેસરો મોટે ભાગે ગેસ ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર લેસરો મોટે ભાગે કરંટ ઇન્જેક્શન દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે.
લગભગ બધા જ સોલિડ સ્ટેટ લેસરો અને લિક્વિડ લેસરો ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરો છે, અને સેમિકન્ડક્ટર લેસરો ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરો માટે મુખ્ય પમ્પિંગ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
રાસાયણિક રીતે પમ્પ કરેલા લેસરો એવા લેસરો છે જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી મુક્ત થતી ઊર્જાનો ઉપયોગ કાર્યકારી સામગ્રીને ઉત્તેજિત કરવા માટે કરે છે.
③ઓપરેશન મોડ દ્વારા વર્ગીકરણ
લેસરોને તેમની કામગીરીની પદ્ધતિ અનુસાર સતત લેસર અને સ્પંદનીય લેસરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
સતત લેસરોમાં દરેક ઉર્જા સ્તરે કણોની સંખ્યા અને પોલાણમાં કિરણોત્સર્ગ ક્ષેત્રનું સ્થિર વિતરણ હોય છે, અને તેમનું કાર્ય કાર્યકારી સામગ્રીના ઉત્તેજના અને લાંબા સમય સુધી સતત રીતે અનુરૂપ લેસર આઉટપુટ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સતત લેસર લાંબા સમય સુધી સતત લેસર પ્રકાશ આઉટપુટ કરી શકે છે, પરંતુ થર્મલ અસર વધુ સ્પષ્ટ છે.
સ્પંદિત લેસરો એ સમયગાળાનો ઉલ્લેખ કરે છે જ્યારે લેસર પાવર ચોક્કસ મૂલ્ય પર જાળવવામાં આવે છે, અને લેસર પ્રકાશને અવ્યવસ્થિત રીતે આઉટપુટ કરે છે, જેમાં નાની થર્મલ અસર અને સારી નિયંત્રણક્ષમતા મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે.
④ આઉટપુટ તરંગલંબાઇ દ્વારા વર્ગીકરણ
લેસરોને તરંગલંબાઇ અનુસાર ઇન્ફ્રારેડ લેસર, દૃશ્યમાન લેસર, અલ્ટ્રાવાયોલેટ લેસર, ડીપ અલ્ટ્રાવાયોલેટ લેસર વગેરેમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. વિવિધ માળખાગત સામગ્રી દ્વારા શોષી શકાય તેવા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ શ્રેણી અલગ અલગ હોય છે, તેથી વિવિધ સામગ્રીની સૂક્ષ્મ પ્રક્રિયા માટે અથવા વિવિધ એપ્લિકેશન દૃશ્યો માટે વિવિધ તરંગલંબાઇના લેસરોની જરૂર પડે છે.ઇન્ફ્રારેડ લેસરો અને યુવી લેસરો બે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા લેસરો છે. ઇન્ફ્રારેડ લેસરો મુખ્યત્વે "થર્મલ પ્રોસેસિંગ" માં ઉપયોગમાં લેવાય છે, જ્યાં સામગ્રીની સપાટી પરની સામગ્રીને ગરમ કરીને બાષ્પીભવન (બાષ્પીભવન) કરીને સામગ્રીને દૂર કરવામાં આવે છે; પાતળા ફિલ્મ બિન-ધાતુ સામગ્રી પ્રક્રિયા, સેમિકન્ડક્ટર વેફર કટીંગ, ઓર્ગેનિક ગ્લાસ કટીંગ, ડ્રિલિંગ, માર્કિંગ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં, ઉચ્ચ ઉર્જા પાતળા ફિલ્મ બિન-ધાતુ સામગ્રી પ્રક્રિયા, સેમિકન્ડક્ટર વેફર કટીંગ, ઓર્ગેનિક ગ્લાસ કટીંગ, ડ્રિલિંગ, માર્કિંગ વગેરે ક્ષેત્રમાં, ઉચ્ચ ઉર્જા યુવી ફોટોન સીધા બિન-ધાતુ સામગ્રીની સપાટી પરના પરમાણુ બંધનોને તોડી નાખે છે, જેથી પરમાણુઓને પદાર્થથી અલગ કરી શકાય, અને આ પદ્ધતિ ઉચ્ચ ગરમી પ્રતિક્રિયા ઉત્પન્ન કરતી નથી, તેથી તેને સામાન્ય રીતે "કોલ્ડ પ્રોસેસિંગ" કહેવામાં આવે છે.
યુવી ફોટોનની ઉચ્ચ ઉર્જાને કારણે, બાહ્ય ઉત્તેજના સ્ત્રોત દ્વારા ચોક્કસ ઉચ્ચ શક્તિવાળા સતત યુવી લેસર ઉત્પન્ન કરવું મુશ્કેલ છે, તેથી યુવી લેસર સામાન્ય રીતે સ્ફટિક સામગ્રી બિનરેખીય અસર આવર્તન રૂપાંતર પદ્ધતિના ઉપયોગ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, તેથી યુવી લેસરના હાલમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્ર મુખ્યત્વે સોલિડ-સ્ટેટ યુવી લેસરો છે.
(૪) ઉદ્યોગ સાંકળ
ઉદ્યોગ શૃંખલાનો ઉપર તરફનો ભાગ લેસર કોર અને ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉત્પાદન માટે સેમિકન્ડક્ટર કાચા માલ, ઉચ્ચ-સ્તરીય સાધનો અને સંબંધિત ઉત્પાદન એસેસરીઝનો ઉપયોગ છે, જે લેસર ઉદ્યોગનો પાયાનો પથ્થર છે અને ઉચ્ચ ઍક્સેસ થ્રેશોલ્ડ ધરાવે છે. ઉદ્યોગ શૃંખલાનો મધ્યભાગ 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 લેસર, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લેસર, સોલિડ-સ્ટેટ લેસર, ફાઈબર લેસર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે; ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગ મુખ્યત્વે વિવિધ લેસરોના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેમાં ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા સાધનો, LIDAR, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન્સ, મેડિકલ બ્યુટી અને અન્ય એપ્લિકેશન ઉદ્યોગોનો સમાવેશ થાય છે.
①અપસ્ટ્રીમ સપ્લાયર્સ
સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ, ઉપકરણો અને મોડ્યુલો 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 કામગીરીની જરૂર પડે છે, મુખ્યત્વે વિદેશી સપ્લાયર્સ પાસેથી, પરંતુ સ્થાનિકીકરણની ડિગ્રી ધીમે ધીમે વધી રહી છે, અને ધીમે ધીમે સ્વતંત્ર નિયંત્રણ પ્રાપ્ત થાય છે. મુખ્ય અપસ્ટ્રીમ કાચા માલના પ્રદર્શનની સીધી અસર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સની ગુણવત્તા પર પડે છે, વિવિધ ચિપ સામગ્રીના પ્રદર્શનમાં સતત સુધારો સાથે, ઉદ્યોગના ઉત્પાદનોના પ્રદર્શનમાં સુધારો કરવા માટે પ્રોત્સાહન આપવામાં સકારાત્મક ભૂમિકા ભજવે છે.
②મિડસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગ સાંકળ
સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ એ ઉદ્યોગ શૃંખલાના મધ્યમાં વિવિધ પ્રકારના લેસરોનો મુખ્ય પંપ પ્રકાશ સ્ત્રોત છે, અને મધ્ય પ્રવાહ લેસરોના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવામાં સકારાત્મક ભૂમિકા ભજવે છે. મધ્ય પ્રવાહ લેસરોના ક્ષેત્રમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને અન્ય વિદેશી સાહસો પ્રભુત્વ ધરાવે છે, પરંતુ તાજેતરના વર્ષોમાં સ્થાનિક લેસર ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસ પછી, ઉદ્યોગ શૃંખલાના મધ્ય પ્રવાહ બજારે ઝડપી સ્થાનિક અવેજી પ્રાપ્ત કરી છે.
③ઔદ્યોગિક સાંકળ ડાઉનસ્ટ્રીમ
ઉદ્યોગના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપવામાં ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગની ભૂમિકા વધુ છે, તેથી ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉદ્યોગનો વિકાસ ઉદ્યોગના બજાર અવકાશ પર સીધી અસર કરશે. ચીનના અર્થતંત્રના સતત વિકાસ અને આર્થિક પરિવર્તન માટે વ્યૂહાત્મક તકોના ઉદભવથી આ ઉદ્યોગના વિકાસ માટે વધુ સારી વિકાસ પરિસ્થિતિઓ ઊભી થઈ છે. ચીન એક ઉત્પાદક દેશથી ઉત્પાદન પાવરહાઉસ તરફ આગળ વધી રહ્યું છે, અને ડાઉનસ્ટ્રીમ લેસરો અને લેસર સાધનો ઉત્પાદન ઉદ્યોગને અપગ્રેડ કરવાની ચાવીઓમાંની એક છે, જે આ ઉદ્યોગના લાંબા ગાળાના સુધારા માટે સારી માંગ 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 બજારમાંથી ઉચ્ચ શક્તિવાળા લેસર બજારમાં પ્રવેશી રહ્યા છે, તેથી ઉદ્યોગે ટેકનોલોજી સંશોધન અને વિકાસ અને સ્વતંત્ર નવીનતાના ક્ષેત્રમાં રોકાણ સતત વધારવું જોઈએ.
2. સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગ વિકાસ સ્થિતિ
સેમિકન્ડક્ટર લેસરોમાં તમામ પ્રકારના લેસરોમાં શ્રેષ્ઠ ઉર્જા રૂપાંતર કાર્યક્ષમતા હોય છે, એક તરફ, તેનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ ફાઇબર લેસર, સોલિડ-સ્ટેટ લેસર અને અન્ય ઓપ્ટિકલ પંપ લેસરોના મુખ્ય પંપ સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. બીજી તરફ, પાવર કાર્યક્ષમતા, તેજ, જીવનકાળ, બહુ-તરંગલંબાઇ, મોડ્યુલેશન રેટ, વગેરેના સંદર્ભમાં સેમિકન્ડક્ટર લેસર ટેકનોલોજીના સતત પ્રગતિ સાથે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો ઉપયોગ મટીરીયલ પ્રોસેસિંગ, મેડિકલ, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન, ઓપ્ટિકલ સેન્સિંગ, સંરક્ષણ વગેરેમાં વ્યાપકપણે થાય છે. લેસર ફોકસ વર્લ્ડ અનુસાર, ડાયોડ લેસર, એટલે કે, સેમિકન્ડક્ટર લેસર અને નોન-ડાયોડ લેસરની કુલ વૈશ્વિક આવક 2021 માં $18,480 મિલિયન હોવાનો અંદાજ છે, જેમાં સેમિકન્ડક્ટર લેસર કુલ આવકના 43% હિસ્સો ધરાવે છે.
લેસર ફોકસ વર્લ્ડ અનુસાર, 2020 માં વૈશ્વિક સેમિકન્ડક્ટર લેસર બજાર $6,724 મિલિયન હશે, જે પાછલા વર્ષ કરતા 14.20% વધુ છે. વૈશ્વિક બુદ્ધિમત્તાના વિકાસ, સ્માર્ટ ઉપકરણો, ગ્રાહક ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, નવી ઉર્જા અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં લેસરોની વધતી માંગ તેમજ તબીબી, સૌંદર્ય ઉપકરણો અને અન્ય ઉભરતા એપ્લિકેશનોના સતત વિસ્તરણ સાથે, સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો ઉપયોગ ઓપ્ટિકલ પંપ લેસર માટે પંપ સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે, અને તેનું બજાર કદ સ્થિર વૃદ્ધિ જાળવી રાખશે. 2021 માં વૈશ્વિક સેમિકન્ડક્ટર લેસર બજારનું કદ $7.946 બિલિયન, બજાર વૃદ્ધિ દર 18.18%.
ટેકનિકલ નિષ્ણાતો, સાહસો અને પ્રેક્ટિશનરોના સંયુક્ત પ્રયાસો દ્વારા, ચીનના સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગે અસાધારણ વિકાસ હાંસલ કર્યો છે, જેના કારણે ચીનના સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગે શરૂઆતથી જ પ્રક્રિયાનો અનુભવ કર્યો છે, અને ચીનના સેમિકન્ડક્ટર લેસર ઉદ્યોગના પ્રોટોટાઇપની શરૂઆત થઈ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ચીને લેસર ઉદ્યોગના વિકાસમાં વધારો કર્યો છે, અને સરકારના નેતૃત્વ અને લેસર સાહસોના સહયોગ હેઠળ વિવિધ પ્રદેશો વૈજ્ઞાનિક સંશોધન, ટેકનોલોજી વૃદ્ધિ, બજાર વિકાસ અને લેસર ઔદ્યોગિક ઉદ્યાનોના નિર્માણ માટે સમર્પિત થયા છે.
૩. ચીનના લેસર ઉદ્યોગનો ભાવિ વિકાસ વલણ
યુરોપ અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના વિકસિત દેશોની તુલનામાં, ચીનની લેસર ટેકનોલોજી મોડી નથી, પરંતુ લેસર ટેકનોલોજી અને હાઇ-એન્ડ કોર ટેકનોલોજીના ઉપયોગમાં હજુ પણ નોંધપાત્ર અંતર છે, ખાસ કરીને અપસ્ટ્રીમ સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને અન્ય કોર ઘટકો હજુ પણ આયાત પર આધારિત છે.
યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જર્મની અને જાપાન દ્વારા રજૂ કરાયેલા વિકસિત દેશોએ મૂળભૂત રીતે કેટલાક મોટા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં પરંપરાગત ઉત્પાદન તકનીકનું સ્થાન પૂર્ણ કર્યું છે અને "લાઇટ મેન્યુફેક્ચરિંગ" ના યુગમાં પ્રવેશ કર્યો છે; જોકે ચીનમાં લેસર એપ્લિકેશનનો વિકાસ ઝડપી છે, પરંતુ એપ્લિકેશન પ્રવેશ દર હજુ પણ પ્રમાણમાં ઓછો છે. ઔદ્યોગિક અપગ્રેડિંગની મુખ્ય તકનીક તરીકે, લેસર ઉદ્યોગ રાષ્ટ્રીય સમર્થનનું મુખ્ય ક્ષેત્ર બનશે, અને એપ્લિકેશનના અવકાશને વિસ્તૃત કરવાનું ચાલુ રાખશે, અને આખરે ચીનના ઉત્પાદન ઉદ્યોગને "લાઇટ મેન્યુફેક્ચરિંગ" યુગમાં પ્રોત્સાહન આપશે. વર્તમાન વિકાસ પરિસ્થિતિથી, ચીનના લેસર ઉદ્યોગનો વિકાસ નીચેના વિકાસ વલણો દર્શાવે છે.
(1) સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને અન્ય મુખ્ય ઘટકો ધીમે ધીમે સ્થાનિકીકરણનો અનુભવ કરે છે
ફાઇબર લેસરને ઉદાહરણ તરીકે લો, હાઇ પાવર ફાઇબર લેસર પંપ સ્ત્રોત એ સેમિકન્ડક્ટર લેસરનો મુખ્ય એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર છે, હાઇ પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને મોડ્યુલ ફાઇબર લેસરનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ચીનનો ઓપ્ટિકલ ફાઇબર લેસર ઉદ્યોગ ઝડપી વિકાસના તબક્કામાં છે, અને સ્થાનિકીકરણની ડિગ્રી દર વર્ષે વધી રહી છે.
બજારમાં પ્રવેશની દ્રષ્ટિએ, ઓછી શક્તિવાળા ફાઇબર લેસર બજારમાં, 2019 માં સ્થાનિક લેસરોનો બજાર હિસ્સો 99.01% સુધી પહોંચ્યો હતો; મધ્યમ શક્તિવાળા ફાઇબર લેસર બજારમાં, તાજેતરના વર્ષોમાં સ્થાનિક લેસરોનો પ્રવેશ દર 50% થી વધુ જાળવવામાં આવ્યો છે; ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ફાઇબર લેસરોની સ્થાનિકીકરણ પ્રક્રિયા પણ ધીમે ધીમે આગળ વધી રહી છે, 2013 થી 2019 સુધી "શરૂઆતથી" પ્રાપ્ત કરવા માટે. ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ફાઇબર લેસરોની સ્થાનિકીકરણ પ્રક્રિયા પણ ધીમે ધીમે આગળ વધી રહી છે, 2013 થી 2019 સુધી, અને 55.56% ના પ્રવેશ દર સુધી પહોંચી ગઈ છે, અને 2020 માં ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ફાઇબર લેસરોનો સ્થાનિક પ્રવેશ દર 57.58% રહેવાની ધારણા છે.
જોકે, હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ જેવા મુખ્ય ઘટકો હજુ પણ આયાત પર આધારિત છે, અને સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ સાથે લેસરોના અપસ્ટ્રીમ ઘટકો ધીમે ધીમે સ્થાનિકીકરણ કરવામાં આવી રહ્યા છે, જે એક તરફ સ્થાનિક લેસરોના અપસ્ટ્રીમ ઘટકોના બજાર સ્કેલને સુધારે છે, અને બીજી તરફ, અપસ્ટ્રીમ કોર ઘટકોના સ્થાનિકીકરણ સાથે, તે સ્થાનિક લેસર ઉત્પાદકોની આંતરરાષ્ટ્રીય સ્પર્ધામાં ભાગ લેવાની ક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે.
(2) લેસર એપ્લિકેશનો ઝડપથી અને વધુ પહોળા થાય છે
અપસ્ટ્રીમ કોર ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના ધીમે ધીમે સ્થાનિકીકરણ અને લેસર એપ્લિકેશન ખર્ચમાં ધીમે ધીમે ઘટાડો થવાથી, લેસરો ઘણા ઉદ્યોગોમાં વધુ ઊંડાણપૂર્વક પ્રવેશ કરશે.
એક તરફ, ચીન માટે, લેસર પ્રોસેસિંગ ચીનના ઉત્પાદન ઉદ્યોગના ટોચના દસ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોમાં પણ બંધબેસે છે, અને એવી અપેક્ષા છે કે ભવિષ્યમાં લેસર પ્રોસેસિંગના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોનો વધુ વિસ્તાર થશે અને બજારનો વ્યાપ વધુ વિસ્તૃત થશે. બીજી તરફ, ડ્રાઇવરલેસ, એડવાન્સ્ડ આસિસ્ટેડ ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ, સર્વિસ-ઓરિએન્ટેડ રોબોટ, 3D સેન્સિંગ, વગેરે જેવી ટેકનોલોજીના સતત લોકપ્રિયતા અને વિકાસ સાથે, તે ઓટોમોબાઈલ, આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ફેસ રેકગ્નિશન, ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન અને રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ સંશોધન જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં વધુ લાગુ થશે. ઉપરોક્ત લેસર એપ્લિકેશનોના મુખ્ય ઉપકરણ અથવા ઘટક તરીકે, સેમિકન્ડક્ટર લેસર પણ ઝડપી વિકાસ સ્થાન મેળવશે.
(૩) ઉચ્ચ શક્તિ, સારી બીમ ગુણવત્તા, ટૂંકી તરંગલંબાઇ અને ઝડપી આવર્તન દિશા વિકાસ
ઔદ્યોગિક લેસરોના ક્ષેત્રમાં, ફાઇબર લેસરોએ તેમના પરિચય પછી આઉટપુટ પાવર, બીમ ગુણવત્તા અને તેજની દ્રષ્ટિએ ઘણી પ્રગતિ કરી છે. જો કે, ઉચ્ચ શક્તિ પ્રોસેસિંગ ગતિમાં સુધારો કરી શકે છે, પ્રોસેસિંગ ગુણવત્તાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી 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 કટીંગ, વેલ્ડીંગ, સપાટી સારવાર વગેરેમાં એપ્લિકેશનના અન્ય ક્ષેત્રોમાં, ફાઇબર લેસર પાવર આવશ્યકતાઓ વધતી રહે છે. સંબંધિત ઉપકરણ ઉત્પાદકોને કોર ઉપકરણો (જેમ કે હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ અને ગેઇન ફાઇબર) ના પ્રદર્શનમાં સતત સુધારો કરવાની જરૂર છે, ફાઇબર લેસર પાવર વધારવા માટે બીમ કોમ્બિનિંગ અને પાવર સિન્થેસિસ જેવી અદ્યતન લેસર મોડ્યુલેશન ટેકનોલોજીની પણ જરૂર પડે છે, જે હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ ઉત્પાદકો માટે નવી જરૂરિયાતો અને પડકારો લાવશે. 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, સેન્સિંગ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે, સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ પણ નવી જરૂરિયાતો આગળ ધપાવે છે.
(૪) હાઇ પાવર લેસર ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની માંગમાં વધુ વૃદ્ધિ થશે
હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરનો વિકાસ અને ઔદ્યોગિકીકરણ એ ઉદ્યોગ શૃંખલાની સિનર્જિસ્ટિક પ્રગતિનું પરિણામ છે, જેને પંપ સોર્સ, આઇસોલેટર, બીમ કોન્સન્ટ્રેટર, વગેરે જેવા કોર ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોના સમર્થનની જરૂર છે. હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરમાં વપરાતા ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો તેના વિકાસ અને ઉત્પાદનનો આધાર અને મુખ્ય ઘટકો છે, અને હાઇ-પાવર ફાઇબર લેસરનું વિસ્તરતું બજાર હાઇ-પાવર સેમિકન્ડક્ટર લેસર ચિપ્સ જેવા કોર ઘટકોની બજાર માંગને પણ આગળ ધપાવે છે. તે જ સમયે, સ્થાનિક ફાઇબર લેસર ટેકનોલોજીના સતત સુધારા સાથે, આયાત અવેજી એક અનિવાર્ય વલણ બની ગયું છે, વિશ્વમાં લેસર બજાર હિસ્સો સુધરતો રહેશે, જે ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો ઉત્પાદકોની સ્થાનિક શક્તિ માટે પણ મોટી તકો લાવે છે.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-07-2023
