888-776-0942 von 8.00 bis 22.00 Uhr ETBOSTON, 5. Juli 2019 /PRNewswire/ -- Die Preis- und Leistungsentwicklung von Diodenlasern eröffnet schnell neue Märkte.In diesem Artikel zeigt das Technologieberatungsunternehmen IDTechEx Research, wie Fortschritte in der Halbleiterlasertechnologie neuartige Anwendungen in der Lasermaterialbearbeitung und industriellen Fertigung ermöglichen.Die Diskussion hierin basiert auf dem kürzlich veröffentlichten Bericht „Laser Diodes & Direct Diode Lasers 2019-2029: Technologies, Markets & Forecasts“.In diesem Bericht präsentiert Dr. Nilushi Wijeyasinghe, Analyst bei IDTechEx Research, einen umfassenden Überblick über Diodenlasertechnologien, Wertschöpfungsketten, Aktivitäten wichtiger Akteure und globale Märkte.Die jüngsten Fortschritte in der Materialbearbeitung werden anhand von Fallstudien hervorgehoben, in denen sie auf ihren Hintergrund in der Laserphysik und Halbleiterphysikforschung zurückgreift, um neue technische Konzepte zu erläutern.Segmentierte 10-Jahres-Marktprognosen und Technologie-Roadmaps basieren auf der umfassenden Analyse von Primär- und Sekundärdaten, kombiniert mit einer sorgfältigen Berücksichtigung von Markttreibern und -beschränkungen.Entwicklung von Laserdioden und DiodenbarrenTechnologische Fortschritte haben es Lasern ermöglicht, sich von spezialisierten technischen Instrumenten zu einer Vielzahl von Märkten zu entwickeln.Laserdioden sind die am weitesten verbreitete Lasertechnologie und einfache Halbleiterbauelemente.In den letzten drei Jahrzehnten ist die durchschnittliche Leistung von Laserdioden deutlich gestiegen, während ihr durchschnittlicher Preis pro Watt exponentiell gesunken ist.Folglich verdrängen Laserdioden einige etablierte Laser- und Nicht-Laser-Technologien und ermöglichen gleichzeitig völlig neue optische Technologien.Ausgereifte Anwendungen von Laserdioden sind die Datenspeicherung, Datenkommunikation und das optische Pumpen von Festkörperlasern.Im Gegensatz dazu sind Materialverarbeitung und optische Sensorik Beispiele für sich schnell entwickelnde Marktsegmente mit vielen neuen Anwendungen.Die Ausgangsleistung einer einzelnen Laserdiode kann im Milliwatt- bis Multiwatt-Bereich liegen.Die Leistung kann hochskaliert werden, indem einzelne Emitter zu Laserdiodenbarren und Barrenstapeln kombiniert werden, und eine Standardbarre hat eine Breite von 1 cm.Jahrzehntelang gab es einen starken Wettbewerb zwischen den Unternehmen, um die Ausgangsleistung von Diodenbarren zu erhöhen, und es wurde ein exponentieller Wachstumstrend beobachtet.Während kommerzielle Diodenbarrenprodukte in der Regel eine Leistung von weniger als 200 W pro Diodenbarren bei 1 Mikrometer Wellenlänge bieten, haben die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen (F&E) von Laserherstellern eine durchschnittliche Dauerstrichleistung (CW) von über 1 kW pro Barren nachgewiesen.Eine Erhöhung der Diodenbarrenleistung ermöglichte neue Anwendungen in der Materialbearbeitung, aber einige neue Anwendungen erfordern die Verbesserung von Laserparametern wie Wellenlängenstabilität und Gerätelebensdauer.Daher hat der Stromwettbewerb für Unternehmen in diesem Markt nicht mehr die Priorität.Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Diodenlasertechnologie umfasst die Verbesserung der Infrarotstrahlqualität für die Feinmechanik und die Entwicklung neuartiger Laser mit sichtbarem Licht für die Metallbearbeitung.Leistung und Präzision: Neue Technologien für DirektdiodenlaserDiese unglaublichen Fortschritte in der Halbleiterlasertechnologie ermöglichen die Entwicklung von Direktdiodenlasern (DDLs), einschließlich Hochleistungs-Direktdiodenlasern (HPDDLs), die eine Ausgangsleistung von mehreren Kilowatt erzeugen.DDLs kombinieren zahlreiche Diodenbarren mit Strahlformungsoptik, Steuerelektronik und einer Kühleinheit.Technologische Fortschritte ermöglichen es DDLs nun, in Multimode-Systemen eine Ausgangsleistung von über 20 kW zu erzeugen und eine Leistung von mehreren Kilowatt bei höherer Strahlqualität als zuvor zu erzeugen.Neben DDLs bieten Unternehmen wie Laserline (Deutschland) Diodenlaser an, die an aktive Faserkonverter gekoppelt sind und eine Ausgangsleistung von 4–6 kW bei einer hervorragenden Strahlqualität von 4–6 mm mrad erzeugen.Dramatische Verbesserungen der Strahlqualität ermöglichen es Benutzern nun, Laserlicht auf einen kleinen Punkt zu fokussieren, und dies zeigte, dass DDLs sich schnell entwickelnde Werkzeuge für die Verarbeitung von Metall, Kunststoff und Verbundwerkstoffen sind.In Anwendungen wie dem Laserschweißen, die eine hohe Präzision und ein tiefes Eindringen erfordern, können DDLs jetzt mit Faserlasern konkurrieren.Während DDLs Strom direkt in Laserlicht umwandeln, basieren Faserlaser auf seltenerdmetalldotierten Lichtwellenleitern, die über Laserdioden oder Diodenbarren optisch gepumpt werden müssen (Energieeintrag).Der Stückpreis eines DDL liegt deutlich unter dem eines Faserlasers für CW-Ausgangsleistungen bis 1 kW.Im Jahr 2018 lagen die typischen Stückpreise bei 20.000 USD für einen 1-kW-HPDDL und 25.000 USD für einen 1-kW-Faserlaser, wie von IDTechEx befragte Schlüsselunternehmen angegeben.Der Preisunterschied zwischen DDLs und Faserlasern ist bei Sub-Kilowatt-Ausgangsleistung größer.Darüber hinaus unterscheiden sich die von DDLs angebotenen Wellenlängen von Faserlasern, was bedeutet, dass DDLs Materialien mit passenden Absorptionsspektren effizienter verarbeiten können.Folglich entwickeln sich DDLs und HPDDLs zu wichtigen globalen Trends in der industriellen Fertigung.Um ihre Position in den wachstumsstarken DDL/HPDDL-Märkten zu stärken, tätigen wichtige Unternehmen strategische Akquisitionen und investieren in die Erweiterung der Produktionskapazität.Beispielsweise erwarb Panasonic (Japan) das Laserunternehmen TeraDiode (USA) für dessen Know-how bei HPDDLs, die über ein patentiertes optisches Verfahren hochwertige Strahlen erzeugen.Insgesamt bieten die oben beschriebenen technologischen Fortschritte hervorragende Geschäftswachstumsmöglichkeiten.IDTechEx Research prognostiziert, dass der globale Markt für Laserdioden und direkte Diodenlaser bis 2029 eine Größe von 14 Milliarden US-Dollar erreichen wird, wobei direkte Diodenlaser 2 Milliarden US-Dollar ausmachen.Eine detaillierte Analyse dieses Marktes ist im IDTechEx Research Report „Laser Diodes & Direct Diode Lasers 2019-2029: Technologies, Markets & Forecasts“ enthalten.Schweißen und 3D-Drucken von Kupfer mit hellblauen DiodenlasernEin besonders wichtiger Trend ist die Entwicklung von blauen Diodendirektlasern für Anwendungen wie Schweißen und 3D-Druck von Kupfer, wobei Laserline 2019 ein 1-kW-Produkt auf den Markt bringt. Blaues Laserlicht ist schneller und effizienter bei der Bearbeitung von Metallen, die schlechte Absorber des 1- Infrarotstrahlung im Mikrometerbereich, die von den meisten industriellen Lasersystemen erzeugt wird.Im Jahr 2018 vermarktete Shimadzu (Japan) den Diodenlaser BLUE IMPACT, der 100 W Leistung bei hoher Helligkeit erzeugt.Dieses Produkt wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Osaka (Japan) als Teil eines japanischen nationalen Projekts entwickelt.Der BLUE IMPACT-Laser kombiniert viele blaue Galliumnitrid (GaN)-Laserdioden von Nichia (Japan), deren Effizienz seit 2006 verdoppelt und die Ausgangsleistung um eine Größenordnung gesteigert wurde. Eine Schlüsselanwendung des blauen 450-nm-Diodenlasers von Shimadzu ist 3D kupfer drucken.Die hohe Absorption von blauem Laserlicht durch Kupfer ermöglicht einen schnellen Prozess mit reduzierten Rückreflexionen, die für herkömmliche Infrarotlaser eine ernsthafte Herausforderung darstellen.Der neu entwickelte 3D-Drucker kann Objekte effizient mit reinem Kupferpulver drucken.Bestehende 3D-Druckertechnologien verwenden typischerweise Kupferlegierungen wie CuCr1Zr anstelle von reinem Kupfer.IDTechEx Research erwartet ab 2019 eine rasche Einführung von blauen DDLs in der Kupferverarbeitung, da mehr Produkte kommerzialisiert werden.Dieses Thema wird im IDTechEx-Forschungsbericht „Laser Diodes & Direct Diode Lasers 2019-2029: Technologies, Markets & Forecasts“ weiter erörtert.Der Bericht bewertet die Vorteile und Herausforderungen im Zusammenhang mit der Einführung der Lasertechnologie, um einen ausgewogenen Ausblick auf die Marktchancen zu geben.IDTechEx leitet Ihre strategischen Geschäftsentscheidungen durch seine Forschungs-, Beratungs- und Veranstaltungsprodukte und hilft Ihnen, von neuen Technologien zu profitieren.Weitere Informationen zu IDTechEx Research and Consultancy erhalten Sie unter [email protected] oder besuchen Sie www.IDTechEx.com.Um mehr über die bei IDTechEx verfügbare Photonikforschung zu erfahren, besuchen Sie www.IDTechEx.com/research/photonics, oder um sich mit anderen zu diesem Thema auszutauschen, veranstaltet IDTechEx Events: IDTechEx Show Connecting Emerging Technologies With Global Brands, Nov. 20-21 2019, Santa Clara, USA www.IDTechEx.com/usa.the-evolution-of-output-power-in.jpg Die Entwicklung der Ausgangsleistung in Laserdiodenbarren bei einer Infrarot-Wellenlänge von 1 Mikron, laut Daten, die von IDTechEx Research gesammelt und analysiert wurden.Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Diodenlasertechnologie umfasst die Verbesserung der Infrarotstrahlqualität für die Feinmechanik und die Entwicklung neuartiger Laser mit sichtbarem Licht für die Metallbearbeitung.Bildquelle: IDTechEx Researchthe-evolution-of-output-power-and.jpg Die Entwicklung der Ausgangsleistung und Strahlqualität in Hochleistungs-Direktdiodenlasern (HPDDLs) bei 1 Mikrometer Infrarotwellenlänge, laut Daten, die von IDTechEx gesammelt und analysiert wurden.HPDDLs sind ein sich schnell entwickelndes Werkzeug für die Materialverarbeitung und die industrielle Fertigung.Bildquelle: IDTechExtechnology-map-of-the-material.jpg Technologielandkarte des Segments Materialbearbeitung im Laserdiodenmarkt.Schwarze Umrisse weisen auf neu entstehende oder sich schnell entwickelnde Technologien hin.Sichtbare und infrarote Wellenlängen, die von direkten Diodenlasern erzeugt werden, können verschiedene Metall-, Kunststoff- und Verbundwerkstoffe bearbeiten.Der aktuelle IDTechEx-Forschungsbericht „Laser Diodes & Direct Diode Lasers 2019-2029“ bietet eine Analyse dieser Materialbearbeitungstechnologien und -märkte.Bildquelle: IDTechEx Researcha-pure-copper-object-left-3d.jpg Ein Objekt aus reinem Kupfer (links), 3D-gedruckt von einem CAD-Modell (rechts) mit dem BLUE IMPACT-Diodenlaser von Shimadzu.Die untere Hälfte des Objekts ist in Kupferpulver eingegraben.Die untere Hälfte des Objekts ist in Kupferpulver eingegraben.Bildquelle: ShimadzuWeitere IDTechEx-Forschung zur PhotonikIDTechEx Show, die aufstrebende Technologien mit globalen Marken verbindet |20.-21. November 2019, Santa Clara, USAWeitere Pressemitteilungen zu ähnlichen ThemenCision Distribution 888-776-0942 von 8.00 bis 21.00 Uhr ET