1. Conspectus industriae lasericae
(1) Introductio Laseriana
Laser (Amplification Lucis per Emissionem Stimulatam Radiationis, abbreviatus LASER) est radius lucis collimatus, monochromaticus, cohaerens, et directionalis, productus per amplificationem radiationis lucis ad angustam frequentiam per resonantiam retroactionis excitatam et radiationem.
Technologia laserica initio annorum 1960 orta est, et propter naturam suam a luce ordinaria omnino diversam, laser mox late in variis campis adhibitus est et profunde progressum transformationemque scientiae, technologiae, oeconomiae et societatis affecit.
Ortus laseris faciem opticae antiquae dramatice mutavit, physicam opticam classicam in novam disciplinam technologicam provectiorem expandens, quae et opticam classicam et photonicam hodiernam complectitur, contributionem insubstituibilem ad progressionem oeconomiae humanae et societatis afferens. Investigatio physicae laseris ad florendum duas magnas disciplinas physicae photonicae modernae contulit: photonicam energiae et photonicam informationis. Complectitur opticam non linearem, opticam quanticam, computationem quanticam, sensum et communicationem laseris, physicam plasmatis laseris, chemiam laseris, biologiam laseris, medicinam laseris, spectroscopiam et metrologiam laseris ultra-precisas, physicam atomicam laseris, inclusa refrigeratione laseris et investigatione materiae condensatae Bose-Einstein, materias functionales laseris, fabricationem laseris, fabricationem micro-optoelectronicam laseris, impressionem 3D laseris, et plus quam viginti disciplinas internationales et applicationes technologicas novissimas. Departmentum Scientiae et Technologiae Laseris (DSL) in sequentibus areis constitutum est.
In industria fabricationis lasericae, mundus aetatem "fabricationis levis" ingressus est. Secundum statisticas internationales industriae lasericae, 50% PDG annui Civitatum Foederatarum Americae ad rapidam expansionem mercatus applicationum lasericarum altioris gradus pertinet. Plures nationes progressae, quarum Civitates Foederatae Americae, Germania et Iaponia repraesentant, in magnis industriis fabricationis, ut autocinetica et aeronautica, processus traditionales cum processu laserico plerumque substituerunt. Laser in fabricatione industriali magnum potentiale ostendit ad applicationes fabricationis viliores, altae qualitatis, altae efficientiae et speciales, quas fabricatione conventionali assequi non potest, et factor magnus competitionis et innovationis inter maiores nationes industrialis mundi factus est. Nationes active technologiam lasericam ut unam ex technologiis suis recentissimis et peritissimas sustinent et consilia nationalia progressionis industriae lasericae elaboraverunt.
(2)LaserFons Pprincipium
Laser est instrumentum quod radiationem excitatam ad lucem visibilem vel invisibilem producendam utitur, structura complexa et magnis impedimentis technicis praeditum. Systema opticum praecipue constat ex fonte excitationis (fonte antliae), medio amplificationis (substantia operante), cavitate resonantia aliisque materiis instrumenti optici. Medium amplificationis fons est generationis photonum, et energiam a fonte antliae generatam absorbendo, medium amplificationis a statu fundamentali ad statum excitatum transit. Cum status excitatus instabilis sit, hoc tempore medium amplificationis energiam liberabit ut ad statum stabilem status fundamentalis revertatur. In hoc processu energiae liberandae, medium amplificationis photona producit, et haec photona magnum gradum constantiae in energia, longitudine undae et directione habent; perpetuo in cavitate optica resonanti reflectuntur, motu reciproco, ita ut continuo amplificentur, et tandem laser per reflectorem emittunt ad radium laser formandum. Ut systema opticum centrale instrumenti terminalis, effectus laseris saepe directe qualitatem et potentiam radii emissi instrumenti laseris determinat, quod est elementum centrale instrumenti laseris terminalis.
Fons antliae (fons excitationis) excitationem energiae medio amplificatorio praebet. Medium amplificatorium excitatur ad photona producenda ad laserem generandum et amplificandum. Cavitas resonans est locus ubi proprietates photonum (frequentia, phasis et directio operationis) regulantur ad fontem lucis altae qualitatis obtinendum per moderationem oscillationum photonum in cavitate. Fons antliae (fons excitationis) excitationem energiae pro medio amplificatorio praebet. Medium amplificatorium excitatur ad photona producenda ad laserem generandum et amplificandum. Cavitas resonans est locus ubi proprietates photonum (frequentia, phasis et directio operationis) adaptantur ad fontem lucis altae qualitatis obtinendum per moderationem oscillationum photonum in cavitate.
(3)Classificatio Fontis Laser
Fons laser secundum medium amplificationis, longitudinem undae emissae, modum operationis, et modum pumpandi classificari potest, ut sequitur
① Classificatio secundum medium amplificationis
Secundum varia media amplificationis, laseres in status solidi (inter quos sunt solidi, semiconductores, fibrae, hybridi), laseres liquidi, laseres gasei, et cetera dividi possunt.
| LaserFonsTypus | Media Augere | Proprietates Praecipuae |
| Fons Laser Status Solidi | Solida, Semiconductores, Fibrae Opticae, Hybrida | Bona stabilitas, magna potentia, humilis sumptus sustentationis, aptus industrializationi |
| Fons Laser Liquidus | Liquores chemici | Spatium longitudinis undae optionale attingitur, sed magnitudo magna et sumptus sustentationis alti. |
| Fons Laser Gasis | Gases | Fons lucis laseris altae qualitatis, sed magnitudo maior et sumptus sustentationis altiores |
| Fons Laser Electronum Liberorum | Fasciculus electronicus in campo magnetico specifico | Potentia altissima et productum lasericum summae qualitatis obtineri possunt, sed technologia fabricationis et sumptus productionis altissimi sunt. |
Ob bonam stabilitatem, magnam potentiam et sumptum sustentationis humilem, usus laserum status solidi commodum absolutum capit.
Inter laseres status solidi, laseres semiconductores commoda habent altae efficientiae, parvae magnitudinis, longae vitae, parvae energiae consumptionis, et cetera. Ex una parte, directe adhiberi possunt ut fons lucis principalis et subsidium ad processus lasericos, medicinam, communicationem, sensum, ostensionem, monitorium et defensionem, et basis magni momenti facta sunt ad progressionem technologiae lasericae modernae cum significatione progressionis strategicae.
Ex altera parte, laseres semiconductores etiam ut fons lucis centralis pro aliis laseribus, ut laseribus status solidi et laseribus fibrae, adhiberi possunt, progressum technologicum totius campi laseris magnopere promoventes. Omnes maiores nationes progressae in mundo eos in suis consiliis progressionis nationalis inclusi sunt, validum auxilium praebentes et celerem progressionem adepti.
② Secundum modum pumpandi
Laseres secundum modum pumpandi dividi possunt in laseres electrice pumpatos, optice pumpatos, chemice pumpatos, et cetera.
Laseres electrice pumpati ad laseres a currente excitatos referuntur, laseres gaseosi plerumque per emissionem gasis excitantur, dum laseres semiconductores plerumque per injectionem currentis excitantur.
Fere omnes laseres status solidi et laseres liquidi sunt laseres antliae opticae, et laseres semiconductores ut fons centralis antliae pro laseribus antliae opticis adhibentur.
Laseres chemice impulsi ad laseres referuntur qui energiam ex reactionibus chemicis emissam ad materiam operantem excitandam utuntur.
③Classificatio secundum modum operationis
Laseres secundum modum operationis in laseres continuos et laseres pulsatiles dividi possunt.
Laseres continui distributionem stabilem numeri particularum in singulis gradibus energiae et campi radiationis in cavitate habent, et operatio eorum excitatione materiae operantis et emissione laseris correspondenti modo continuo per longum tempus insignitur. Laseres continui lucem laseris continue per longius tempus emittere possunt, sed effectus thermalis magis manifestus est.
Laseres pulsatiles ad tempus significant quo potentia laseris ad certum valorem servatur, et lucem laseris modo discontinuo emittunt, cum proprietatibus praecipuis parvi effectus thermalis et bonae controllabilitatis.
④ Classificatio secundum longitudinem undae emissae
Laseres secundum longitudinem undae classificari possunt ut laseres infrarubri, laseres visibiles, laseres ultraviolaceae, laseres ultraviolaceae profundi, et cetera. Ambitus longitudinum undae lucis qui a diversis materiis structuratis absorberi potest differt, ita laseres diversarum longitudinum undarum ad subtilem tractationem diversarum materiarum vel ad diversos usus casus necessariae sunt.Laseres infrarubrae et laseres UV duo laseres latissime adhibita sunt. Laseres infrarubrae praecipue in "tractatione thermica" adhibentur, ubi materia in superficie materiae calefacta et vaporizata (evaporata) est ut materia removeatur; in tractatione materiae non metallicae tenuis pelliculae, sectione laminarum semiconductorum, sectione vitri organici, perforatione, signatione, aliisque campis, photona UV altae energiae directe rumpunt vincula molecularia in superficie materiae non metallicae, ita ut moleculae a re separari possint, et haec methodus non producit reactionem magnam caloris, ita plerumque "tractatio frigida" appellatur.
Propter magnam energiam photonum UV, difficile est laserem UV continuum magnae potentiae per fontem excitationis externum generare, itaque laser UV plerumque per applicationem methodi conversionis frequentiae effectus non linearis materiae crystallinae generatur, ita ut campus industrialis laserum UV hodie late adhibitus praecipue laseres UV status solidi sint.
(4) Catena industriae
Pars superior catenae industrialis est usus materiarum crudarum semiconductorum, instrumentorum summae qualitatis, et accessionum productionis conexarum ad fabricandos nucleos laser et instrumenta optoelectronica, quae fundamentum industriae laser est et limen accessus altum habet. Pars media catenae industrialis est usus fragmentorum laser et instrumentorum optoelectronicorum, modulorum, partium opticarum, etc., ut fontes antliarum ad fabricandum et vendendum varia laser, inter quae laser semiconductorum directa, laser dioxidi carbonis, laser status solidi, laser fibrae, etc.; industria inferior praecipue ad areas applicationis variarum laser refertur, inter quas instrumenta processus industrialis, LIDAR, communicationes opticae, cosmetica medica, et aliae industriae applicationis.
①Provisores sursum
Materiae primae productorum initialium, ut laminis laseris semiconductorum, machinis et modulis, praecipue sunt variae materiae laminis, materiae fibrosae et partes machinatae, inter quas substrata, dissipatores caloris, chemica et involucra. Processus laminis requirit altam qualitatem et efficaciam materiarum primarum initialium, praesertim a suppeditoribus externis, sed gradus localizationis paulatim crescit, et paulatim imperium sui iuris obtinetur. Efficacia principalium materiarum primarum initialium vim directam habet in qualitatem laminis laseris semiconductorum; cum continua emendatione efficaciae variarum materiarum laminis, ad meliorem efficaciam productorum industriae partes positivas agunt in promovenda.
②Catena industriae mediae
Lamina laseris semiconductoris est fons lucis principalis antliae variorum generum laserum in media catena industriali, et partes positivas agit in promovendo progressu laserum mediarum. In campo laserum mediarum, Civitates Foederatae Americae, Germania, aliaeque societates transmarinae dominantur, sed post celerem progressionem industriae laseris domesticae annis proximis, mercatus mediae catenae industrialis celerem substitutionem domesticam consecutus est.
③Catena industrialis deorsum
Industriae subsequenti maiorem partem in promovenda industriae evolutione fungitur, itaque progressus industriae subsequenti directe spatium mercatus industriae afficiet. Continua oeconomiae Sinarum incrementum et emergentia opportunitatum strategicarum ad transformationem oeconomicam meliores condiciones progressionis pro hac industria creaverunt. Sina a patria fabricationis ad potentiam fabricationis progreditur, et laseres subsequentes et apparatus laseres una ex clavibus ad industriam fabricationis emendandam sunt, quae bonum ambitum postulationis ad diuturnam huius industriae emendationem praebet. Requisita industriae subsequentis pro indice perfunctionis laminis laseris semiconductoris et instrumentorum eorum crescunt, et societates domesticae paulatim mercatum laseris magnae potentiae a mercato laseris parvae potentiae ingrediuntur, itaque industria continuo augere debet pecuniam in campo investigationis et evolutionis technologiae et innovationis independentis.
2. Status progressionis industriae laseris semiconductoris
Laseres semiconductores inter omnes laseres optimam efficientiam conversionis energiae habent; ex una parte, ut fons centralis antliae laserum fibrae opticae, laserum status solidi, aliorumque laserum antliae opticae adhiberi possunt. Ex altera parte, cum continuo progressu technologiae laserum semiconductorum quoad efficientiam potentiae, splendorem, diuturnitatem, multi-longitudinem undae, ratem modulationis, etc., laseres semiconductores late in processu materiarum, medicina, communicatione optica, sensu optico, defensione, etc. adhibentur. Secundum Laser Focus World, reditus globalis totalis laserum diodorum, id est, laserum semiconductorum et laserum non diodorum, aestimatur ad $18,480 miliones anno 2021, cum laseres semiconductores 43% reditus totalis repraesentarent.
Secundum Laser Focus World, mercatus globalis laserorum semiconductorum anno 2020 ad valorem $6,724 milionum perveniet, 14.20% auctus quam anno priore. Cum progressu intelligentiae globalis, crescente postulatione laserorum in machinis callidis, electronicis domesticis, novis energiis aliisque campis, necnon continua expansione instrumentorum medicorum et cosmeticorum aliarumque applicationum emergentium, laseres semiconductores ut fons antliae pro laseribus antliae opticis adhiberi possunt, et magnitudo mercatus eorum stabilem incrementum servabit. Magnitudo mercatus globalis laserorum semiconductorum anno 2021 ad $7,946 miliarda pervenit, incrementum mercatus 18.18%.
Coniunctis viribus peritorum technicorum et societatum ac practicorum, industria laserorum semiconductorum Sinarum progressum extraordinarium consecuta est, ita ut industria laserorum semiconductorum Sinarum processum ab initio experta sit, et initium prototypi industriae laserorum semiconductorum Sinarum det. Recentibus annis, Sinae progressionem industriae laserorum auxerunt, et variae regiones investigationi scientificae, amplificationi technologiae, evolutioni mercatus, et constructioni hortorum industrialium laserorum sub ductu gubernationis et cooperatione societatum laserorum dedicatae sunt.
3. Progressus futuri industriae lasericae Sinensis
Comparata cum nationibus progressis Europae et Civitatum Foederatarum, technologia laserica Sinarum non sera est, sed in applicatione technologiae lasericae et technologiae centralis summae qualitatis adhuc magnum hiatum manet, praesertim fragmentum lasericum semiconductorium superiore et alia elementa centralia adhuc ab importationibus pendent.
Civitates progressae, quas Civitates Foederatae Americae, Germania et Iaponia repraesentant, technologiam fabricationis traditam in quibusdam magnis campis industrialibus plerumque perfecerunt et aetatem "fabricationis levis" ingressae sunt; quamquam applicationes lasericae in Sinis celeriter progrediuntur, tamen gradus penetrationis applicationum adhuc relative humilis est. Industria laserica, ut technologia principalis ad industriam emendandam, locum praecipuum subsidii nationalis retinebit, et ambitum applicationis amplificabit, atque tandem industriam fabricationis Sinarum ad aetatem "fabricationis levis" promovebit. Ex statu progressionis praesenti, progressus industriae lasericae Sinarum sequentes inclinationes ostendit.
(1) Lamina laseris semiconductoris aliaque elementa principalia paulatim localizationem efficiunt.
Exempli gratia, laser fibrae lasericae sumatur: fons antliae laseris fibrae altae potentiae est praecipua area applicationis laseris semiconductoris, et lamella et modulus laseris semiconductoris altae potentiae sunt pars magni momenti laseris fibrae. Recentibus annis, industria laseris fibrae opticae Sinarum in stadio celeriter crescenti versatur, et gradus localizationis quotannis crescit.
Quod ad penetrationem mercatus attinet, in foro laserorum fibrae parvae potentiae, pars mercatus laserorum domesticorum 99.01% anno 2019 attigit; in foro laserorum fibrae mediae potentiae, proportio penetrationis laserorum domesticorum plus quam 50% annis proximis servata est; processus localizationis laserorum fibrae magnae potentiae etiam gradatim progreditur, ab anno 2013 ad 2019 ut "ab initio" perficiatur. Processus localizationis laserorum fibrae magnae potentiae etiam gradatim progreditur, ab anno 2013 ad 2019, et proportionem penetrationis 55.56% attigit, et proportio penetrationis domesticae laserorum fibrae magnae potentiae 57.58% anno 2020 futura esse expectatur.
Attamen, partes principales, ut lamellae laseris semiconductricis magnae potentiae, adhuc ab importationibus pendent, et partes principales laserum, quarum lamellae laseris semiconductricis ut nucleus sunt, paulatim in usum progrediuntur, quod ex una parte magnitudinem mercatus partium principalium laserum domesticorum auget, et ex altera parte, cum localizatione partium principalium principalium, facultatem fabricatorum laserum domesticorum ad certamina internationalia participanda augere potest.
(2) Applicationes lasericae celerius et latius penetrant
Cum paulatim collocatione partium optoelectronicarum principalium et paulatim decremento sumptuum applicationis laseris, laseres in multas industrias altius penetrabunt.
Ex una parte, pro Sinis, processus lasericus etiam inter decem praecipuas applicationum areas industriae manufactoriae Sinensis numeratur, et exspectatur ut areae applicationis processus laserici ulterius dilatabuntur et scala mercatus in futuro ulterius dilatabitur. Ex altera parte, cum continua divulgatione et evolutione technologiarum qualis est sine auriga, systema aurigationis adiuvatae provectum, robota servitio-orientata, sensus tridimensionalis, etc., magis applicabitur in multis campis, ut in autocinetis, intelligentia artificiali, electronicis consumptibilibus, recognitione faciei, communicatione optica et investigatione defensionis nationalis. Ut instrumentum vel pars principalis applicationum lasericarum supradictarum, laser semiconductor etiam spatium celeriter evolutionis acquirebit.
(3) Potentia maior, qualitas fasciculi melior, longitudo undae brevior et progressio directionis frequentiae celerior
In campo laserum industrialium, laseres fibrae magnum progressum fecerunt in potentia emissa, qualitate fasciculi et splendore ex quo introducti sunt. Attamen, maior potentia celeritatem processus augere, qualitatem processus optimizare, et campum processus ad fabricationem industriae gravis extendere potest. In fabricatione autocinetica, fabricatione aerospatiali, energia, fabricatione machinarum, metallurgia, constructione transportationis ferriviariae, investigatione scientifica et aliis campis applicationis in sectione, soldadura, tractatione superficierum, etc., requisita potentiae laseris fibrae pergunt crescere. Fabricatores instrumentorum correspondentium perficientiam instrumentorum principalium (sicut lamina laseris semiconductoris altae potentiae et fibra amplificata) continuo emendare debent. Augmentum potentiae laseris fibrae etiam technologiam modulationis laseris provectam requirit, ut combinationem fasciculi et synthesim potentiae, quae novas necessitates et provocationes fabricatoribus laminarum laseris semiconductoris altae potentiae afferet. Praeterea, longitudines undarum breviores, plures longitudines undarum, progressus laseris celerior (ultraceler) etiam directio magni momenti est, praesertim in laminis circuituum integratorum, ostentationibus, electronicis consumptoriis, aerospatiali et aliis microprocessibus precisis, necnon scientiis vitae, medicina, sensoriis et aliis campis adhibita, lamina laseris semiconductoris etiam novas necessitates proposuit.
(4) postulatio componentium optoelectronicorum laseriorum magnae potentiae ad ulteriorem incrementum
Progressus et industrializatio laseris fibrae magnae potentiae ex synergia progressus catenae industrialis oritur, quae auxilium partium optoelectronicarum principalium, ut fons antliae, isolator, concentrator fasciculi, et cetera, requirit. Partes optoelectronicae in lasere fibrae magnae potentiae adhibitae basis et partes principales progressionis et productionis eius sunt, et mercatus crescens laseris fibrae magnae potentiae etiam postulationem mercatus partium principalium, ut fragmentorum laseris semiconductorum magnae potentiae, impellit. Simul, cum continua emendatione technologiae laseris fibrae domesticae, substitutio importationis inclinatio inevitabilis facta est, portio mercatus laseris in mundo perget crescere, quod etiam magnas opportunitates pro robore locali fabricatorum partium optoelectronicarum affert.
Tempus publicationis: VII Kal. Mart. MMXXIII
