半導体レーザの開発動向

中国のレーザー産業は強い地理的分布を持っており、深セン市に代表される珠江デルタ地域は主に中小型レーザー加工装置を使用し、武漢オプティカルバレーに代表される中華圏は製品ラインに属しています。 大、中、小の電力機器を網羅する、より包括的な。 これら2つの最大の産業クラスターに加えて、揚子江デルタ、渤海縁地域、そして新興の北東工業地帯はすべて比較的完全なレーザー産業ベルトを形成しています。

製造業のハイエンドかつインテリジェントへの変革と高度化に伴い、レーザー機器の加工と応用の市場は拡大しています。ムーアの法則の創設者の一人であるムーアは、1965年に半導体は高速で開発され、電子社会は広く普及し、幅広い用途に浸透すると予測しました。半世紀から振り返ると、この予言は長い間完璧でした。ファイバレーザの利点は大きいですが、半導体レーザは市場で最も広く使用されています。

半導体レーザは一般にレーザダイオードと呼ばれており、作用物質の性質として半導体材料を用いているため半導体レーザと呼ばれている。半導体レーザは、通常、ガリウムヒ素、硫化カドミウム、リン化インジウムなどを使用しており、ファイバレーザや固体レーザの励起光源として使用することも、光源としてレーザ光を直接出力することもできる。

半導体レーザの開発は1960年代に始まり、現在はさまざまな業界で広く使用されています。そのコンパクトな構造、優れたビーム品質、長寿命および安定した性能により、通信、材料加工および製造、軍事および医療の分野で大きな成果を上げました。それはまさにレーザー機器の幅広い応用分野とそれに関わる多くの産業のためであり、半導体レーザーの市場は非常に大きいです。 OFweek業界調査のデータによると、2017年の半導体レーザーの市場規模は53.1億米ドルに達し、前年比15％の成長率で、レーザーの市場シェア全体の40％を占めています。

半導体技術の継続的な発展により、市場の需要は着実に伸びています。半導体レーザ用途の分野もまた絶えず変化している。初期の小電力機器から現在の高電力機器へと、半導体レーザもまたいくつかの光加工分野から重加工分野へと移行してきた。

１９８０年代には早くも、半導体レーザーは光学的記憶装置およびいくつかのニッチ用途にのみ使用されていた。当時、光ストレージは半導体レーザー業界で最初の大規模アプリケーションでした。半導体レーザ技術の絶え間ない革新は、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）およびブルーレイディスク（ＢＤ）などの光記憶技術の開発を促進してきた。 1990年代には、光ネットワークが半導体レーザーの主要な戦場となりました。 1990年代後半、半導体レーザーは通信ネットワークの主要な加工および製造装置になりました。

現在、半導体レーザの最大の用途は、ファイバレーザおよび固体レーザ用のポンプ光源としての用途である。半導体レーザをファイバレーザの励起光源として使用する場合、基本的にポンプシステムの構造を単純化することができ、単位出力を増加させることによってポンプ出力レベルを改善することができる。ファイバレーザおよび固体レーザはますます高い出力電力要件を有するので、より高い要求が半導体ポンプ源の電力に対して課される。

従来の半導体レーザは、ビーム品質における制限のために金属切断に直接使用することが困難である。近年、半導体結合技術の進歩および新しいビーム結合技術の漸進的な成熟により、数キロワット以上のファイバの出力を有する半導体レーザは、ビーム品質を切断するという要件を満たすことができる。さらに、半導体レーザの波長の多様性のために、短波長の半導体レーザの波長はアルミニウムの最大波長吸収に非常に近い。それ故、自動車産業において、高出力半導体レーザーはアルミニウム自動車車体の溶接に非常に適している。現在、２ＫＷと６ＫＷの間のレーザ出力パワーを有する半導体レーザが自動車産業において広く使用されてきた。

材料の直接加工の分野では、半導体レーザビームの品質はファイバレーザを超えることは困難である。しかしながら、半導体レーザは薄板はんだ付けおよび切断用途に非常に適している。高出力半導体レーザの開発は、多くの重要な用途を可能にした。これらのレーザーは多くの伝統的な技術に取って代わり、私たちに多くの新製品をもたらしました。

概要：一般的に、技術の継続的な発展により、半導体レーザーの応用分野は絶えず変化しており、これらの変化はまだ起こっています。一般に、半導体レーザは、現在の市場の要求を満たすために、より短い発光波長およびより高い送信電力の方向に発展している。