I. Pagrindiniai techniniai principai ir pranašumai
Diskinio lazerio šerdis yra stiprinimo terpėje -disko- formos kristale (pvz., Yb:YAG), kuris paprastai yra tik apie 0,1 milimetro storio. Ši itin plona geometrinė struktūra leidžia greitai nukreipti šilumą ašine kryptimi į užpakalinėje dalyje esantį aušintuvą, efektyviai išvengiant „terminio lęšio efekto“, kurį sukelia netolygus temperatūros pasiskirstymas tradiciniuose lazeriniuose lazeriuose, taip užtikrinant puikią spindulio kokybę. Itin greituose lazeriuose diskiniai lazeriai gali atlikti suvirinimą, gręžimą ir pjovimą mikrometro{6}}lygio tikslumu. Dėl minimalaus šilumos poveikio apdorojimo metu pasiekiamas vadinamasis „šaltasis apdorojimas“.
II. Pažangiausi-pažangūs tyrimai ir našumo proveržis
Atliekant mokslinius tyrimus, itin spartieji diskiniai lazeriai yra ideali priemonė generuoti atosekundinius impulsus ir didelio srauto ekstremalių ultravioletinių (XUV) šviesos šaltinių{1}. Pastaraisiais metais vietinės ir tarptautinės tyrimų grupės ne kartą pasiekė naujus rekordus didindamos vidutinę galią ir impulsų energiją. Pavyzdžiui, kai kurios komandos pasiekė daugiau nei 200 mJ pikosekundžių lazerio išėjimo 1 kHz pasikartojimo dažniu, naudodamos naujovišką tiesioginio aušinimo skysčiu technologiją ir kelių srautų siurblio struktūras. Kiti tyrimai nustatė naują osciliatoriaus rekordą – 550 vatų vidutinės galios, naudojant specialias veidrodžių matricas ir puslaidininkinius prisotintus sugeriančius veidrodžius (SESAM). Šios didelio-pasikartojimo-greičio, didelės-energijos itin sparčios lazerinės sistemos yra galingi šviesos šaltiniai, skirti pažangiems attosekundės fizikos, lazerinių žaibolaidžių ir paviršiaus fotoelektronų dinamikos tyrimams.
III. Pagrindiniai pramoninio pritaikymo scenarijai
Pramoninėje gamyboje itin greiti diskiniai lazeriai{0}} suteikia daug galių kelioms strategiškai kylančioms pramonės šakoms:
Nauja energetika ir automobilių gamyba: Elektrinių transporto priemonių (EV) sektoriuje diskiniai lazeriai plačiai naudojami suvirinant labai atspindinčias medžiagas, tokias kaip varis ir aliuminis, baterijų prijungimui. Siūlės stiprumas gali siekti 95% pagrindinės medžiagos be purslų, puikiai prisitaikantis prie preciziško skysčio aušinimo plokščių ir varinių šynų apdorojimo.
Oro erdvė: jie naudojami aušinimo angoms gręžti nikelio{0}}pagrindo superlydinių turbinų mentėse, žymiai pagerinant aviacinių variklių efektyvumą ir remiant naujos-kartos orlaivių korpusų konstrukcijų gamybą.
Puslaidininkiai ir nauji ekranai: Didelės{0}}galios UV nanosekundžių diskiniai lazeriai gali palaikyti svarbius procesus, tokius kaip lazerio pakėlimas-(LLO) ir eksimerinis lazerinis atkaitinimas (ELA), padedantys tiksliai apdoroti OLED plokštes ir puslaidininkines plokšteles. Be to, jie yra pagrindinė alternatyvi technologija naujos-kartos EUV litografijos šviesos šaltiniams.
Specialios medžiagos ir medicinos prietaisai: jie leidžia labai efektyviai apdoroti anglies pluoštu sutvirtintus polimerus (CFRP), kai šiluminė žala yra nereikšminga. Medicinos srityje jie naudojami gaminant vainikinių arterijų stentus, kurių ypatybės mažesnės nei 50 mikronų, o tai padidina biologinį suderinamumą.
IV. Industrializacijos procesas ir rinkos kraštovaizdis
Pasaulinė ultra{0}}sparčiųjų diskų lazerių rinka sparčiai auga ir, kaip prognozuojama, iki 2029 m. pasieks beveik 700 mln. USD. Ilgą laiką pagrindines šios srities technologijas monopolizavo užsienio įmonės, pavyzdžiui, Vokietijoje. Tačiau pastaraisiais metais Kinijos įmonės paspartino savo proveržį šiame sektoriuje. Vidaus įmonės, tokios kaip Suzhou Zhonghui Laser, sėkmingai įsisavino pagrindinę diskinio lazerio technologiją ir pasiekė pramoninę masinę gamybą. Jie pristatė kilovato-lygio femtosekundinius lazerius ir didelės-galios UV bei žaliųjų lazerių platformas. Šios pažangos ne tik pasiekė šimtus milijonų RMB pramoninio tikslaus apdorojimo išvesties vertės, bet ir suteikė nepriklausomus ir valdomus šviesos šaltinių sprendimus dideliems nacionaliniams strateginiams projektams, pvz., buitiniams EUV šviesos šaltiniams ir valdomam branduolių sintezei. Žvelgiant į ateitį, tobulėjant pluoštinių lazerių hibridizacijai ir moduliniam dizainui, diskinių lazerių taikymo slenkstis bus dar labiau sumažintas, o tai atvers platesnes plėtros perspektyvas.
