1. लेजर उद्योग का अवलोकन
(1) लेजर परिचय
लेजर (लाइट एम्प्लीफिकेशन बाय स्टिमुलेटेड एमिशन ऑफ रेडिएशन, जिसे संक्षेप में LASER कहा जाता है) एक संरेखित, एकरंगी, सुसंगत, दिशात्मक प्रकाश किरण है जो उत्तेजित फीडबैक अनुनाद और विकिरण के माध्यम से एक संकीर्ण आवृत्ति पर प्रकाश विकिरण के प्रवर्धन द्वारा उत्पन्न होती है।
लेजर तकनीक की उत्पत्ति 1960 के दशक की शुरुआत में हुई थी, और साधारण प्रकाश से इसकी पूरी तरह से अलग प्रकृति के कारण, लेजर का जल्द ही विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा और इसने विज्ञान, प्रौद्योगिकी, अर्थव्यवस्था और समाज के विकास और परिवर्तन को गहराई से प्रभावित किया।
लेजर के आविष्कार ने प्राचीन प्रकाशिकी के स्वरूप को नाटकीय रूप से बदल दिया है, जिससे शास्त्रीय प्रकाशिकी का विस्तार एक नए उच्च-तकनीकी अनुशासन में हुआ है जो शास्त्रीय प्रकाशिकी और आधुनिक फोटोनिक्स दोनों को समाहित करता है, और मानव अर्थव्यवस्था और समाज के विकास में एक अपूरणीय योगदान देता है। लेजर भौतिकी अनुसंधान ने आधुनिक फोटोनिक भौतिकी की दो प्रमुख शाखाओं - ऊर्जा फोटोनिक्स और सूचना फोटोनिक्स - के विकास में योगदान दिया है। इसमें अरैखिक प्रकाशिकी, क्वांटम प्रकाशिकी, क्वांटम कंप्यूटिंग, लेजर संवेदन और संचार, लेजर प्लाज्मा भौतिकी, लेजर रसायन विज्ञान, लेजर जीव विज्ञान, लेजर चिकित्सा, अति-सटीक लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी और मेट्रोलॉजी, लेजर परमाणु भौतिकी जिसमें लेजर शीतलन और बोस-आइंस्टीन संघनित पदार्थ अनुसंधान शामिल हैं, लेजर कार्यात्मक सामग्री, लेजर विनिर्माण, लेजर माइक्रो-ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिप निर्माण, लेजर 3डी प्रिंटिंग और 20 से अधिक अंतरराष्ट्रीय अग्रणी विषय और तकनीकी अनुप्रयोग शामिल हैं। लेजर विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग (डीएसएल) की स्थापना निम्नलिखित क्षेत्रों में की गई है।
लेजर विनिर्माण उद्योग में, विश्व "प्रकाश विनिर्माण" के युग में प्रवेश कर चुका है। अंतर्राष्ट्रीय लेजर उद्योग के आंकड़ों के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका के वार्षिक सकल घरेलू उत्पाद (जीडीपी) का 50%¹ उच्च-स्तरीय लेजर अनुप्रयोगों के तीव्र बाजार विस्तार से संबंधित है। संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी और जापान जैसे कई विकसित देशों ने ऑटोमोटिव और विमानन जैसे प्रमुख विनिर्माण उद्योगों में पारंपरिक प्रक्रियाओं को लेजर प्रसंस्करण से लगभग पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर दिया है। औद्योगिक विनिर्माण में लेजर ने कम लागत, उच्च गुणवत्ता, उच्च दक्षता और विशेष विनिर्माण अनुप्रयोगों के लिए अपार क्षमता दिखाई है, जो पारंपरिक विनिर्माण द्वारा प्राप्त नहीं की जा सकती है, और यह विश्व के प्रमुख औद्योगिक देशों के बीच प्रतिस्पर्धा और नवाचार का एक महत्वपूर्ण चालक बन गया है। देश लेजर प्रौद्योगिकी को अपनी सबसे महत्वपूर्ण अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में सक्रिय रूप से समर्थन दे रहे हैं और उन्होंने राष्ट्रीय लेजर उद्योग विकास योजनाएं विकसित की हैं।
(2)लेज़रस्रोत Pसिद्धांत
लेजर एक ऐसा उपकरण है जो उत्तेजित विकिरण का उपयोग करके दृश्य या अदृश्य प्रकाश उत्पन्न करता है, जिसकी संरचना जटिल होती है और तकनीकी चुनौतियाँ बहुत अधिक होती हैं। प्रकाशीय प्रणाली मुख्य रूप से पंप स्रोत (उत्तेजना स्रोत), गेन माध्यम (कार्यशील पदार्थ), अनुनादी गुहा और अन्य प्रकाशीय उपकरण सामग्रियों से बनी होती है। गेन माध्यम फोटॉन उत्पादन का स्रोत है, और पंप स्रोत द्वारा उत्पन्न ऊर्जा को अवशोषित करके, गेन माध्यम स्थिर अवस्था से उत्तेजित अवस्था में चला जाता है। चूंकि उत्तेजित अवस्था अस्थिर होती है, इसलिए इस समय, गेन माध्यम ऊर्जा मुक्त करके स्थिर अवस्था में लौट आता है। ऊर्जा मुक्त होने की इस प्रक्रिया में, गेन माध्यम फोटॉन उत्पन्न करता है, और इन फोटॉनों में ऊर्जा, तरंगदैर्ध्य और दिशा में उच्च स्तर की स्थिरता होती है। ये प्रकाशीय अनुनादी गुहा में लगातार परावर्तित होते हैं, जिससे इनकी गति निरंतर बढ़ती है, और अंत में परावर्तक के माध्यम से लेजर किरण निकलती है। टर्मिनल उपकरण की मुख्य प्रकाशीय प्रणाली के रूप में, लेजर का प्रदर्शन अक्सर लेजर उपकरण की आउटपुट किरण की गुणवत्ता और शक्ति को सीधे निर्धारित करता है, और यह टर्मिनल लेजर उपकरण का मुख्य घटक है।
पंप स्रोत (उत्तेजना स्रोत) गेन माध्यम को ऊर्जा उत्तेजना प्रदान करता है। गेन माध्यम उत्तेजित होकर फोटॉन उत्पन्न करता है, जिससे लेजर उत्पन्न और प्रवर्धित होता है। अनुनादी गुहा वह स्थान है जहाँ गुहा में फोटॉन दोलनों को नियंत्रित करके फोटॉन विशेषताओं (आवृत्ति, चरण और संचालन की दिशा) को विनियमित किया जाता है, जिससे उच्च गुणवत्ता वाला आउटपुट प्रकाश स्रोत प्राप्त होता है। पंप स्रोत (उत्तेजना स्रोत) गेन माध्यम को ऊर्जा उत्तेजना प्रदान करता है। गेन माध्यम उत्तेजित होकर फोटॉन उत्पन्न करता है, जिससे लेजर उत्पन्न और प्रवर्धित होता है। अनुनादी गुहा वह स्थान है जहाँ गुहा में फोटॉन दोलनों को नियंत्रित करके फोटॉन विशेषताओं (आवृत्ति, चरण और संचालन की दिशा) को समायोजित किया जाता है, जिससे उच्च गुणवत्ता वाला आउटपुट प्रकाश स्रोत प्राप्त होता है।
(3)लेजर स्रोत का वर्गीकरण
लेजर स्रोत को गेन मीडियम, आउटपुट वेवलेंथ, ऑपरेशन मोड और पंपिंग मोड के आधार पर निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है।
① लाभ माध्यम के आधार पर वर्गीकरण
विभिन्न गेन मीडिया के आधार पर, लेजर को सॉलिड स्टेट (जिसमें सॉलिड, सेमीकंडक्टर, फाइबर, हाइब्रिड शामिल हैं), लिक्विड लेजर, गैस लेजर आदि में विभाजित किया जा सकता है।
| लेज़रस्रोतप्रकार | गेन मीडिया | मुख्य विशेषताएं |
| ठोस अवस्था लेजर स्रोत | ठोस पदार्थ, अर्धचालक, फाइबर ऑप्टिक्स, हाइब्रिड | उत्कृष्ट स्थिरता, उच्च शक्ति, कम रखरखाव लागत, औद्योगीकरण के लिए उपयुक्त |
| तरल लेजर स्रोत | रासायनिक तरल पदार्थ | वैकल्पिक तरंगदैर्घ्य रेंज उपलब्ध है, लेकिन आकार बड़ा है और रखरखाव लागत अधिक है। |
| गैस लेजर स्रोत | गैसों | उच्च गुणवत्ता वाला लेजर प्रकाश स्रोत, लेकिन आकार में बड़ा और रखरखाव लागत अधिक। |
| मुक्त इलेक्ट्रॉन लेजर स्रोत | एक विशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन किरण | अति उच्च शक्ति और उच्च गुणवत्ता वाला लेजर आउटपुट प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन निर्माण तकनीक और उत्पादन लागत बहुत अधिक है। |
अच्छी स्थिरता, उच्च शक्ति और कम रखरखाव लागत के कारण, सॉलिड-स्टेट लेजर का अनुप्रयोग पूर्ण रूप से लाभदायक है।
ठोस-अवस्था वाले लेज़रों में, अर्धचालक लेज़रों के कई फायदे हैं, जैसे उच्च दक्षता, छोटा आकार, लंबा जीवनकाल, कम ऊर्जा खपत आदि। एक ओर, इन्हें लेज़र प्रसंस्करण, चिकित्सा, संचार, संवेदन, प्रदर्शन, निगरानी और रक्षा अनुप्रयोगों के लिए मुख्य प्रकाश स्रोत और सहायक के रूप में सीधे उपयोग किया जा सकता है, और ये रणनीतिक विकास के महत्व के साथ आधुनिक लेज़र प्रौद्योगिकी के विकास का एक महत्वपूर्ण आधार बन गए हैं।
दूसरी ओर, सेमीकंडक्टर लेज़रों का उपयोग सॉलिड-स्टेट लेज़रों और फाइबर लेज़रों जैसे अन्य लेज़रों के लिए कोर पंपिंग लाइट सोर्स के रूप में भी किया जा सकता है, जिससे संपूर्ण लेज़र क्षेत्र की तकनीकी प्रगति को काफी बढ़ावा मिलता है। विश्व के सभी प्रमुख विकसित देशों ने इसे अपनी राष्ट्रीय विकास योजनाओं में शामिल किया है, जिससे इसे भरपूर समर्थन मिल रहा है और इसका तीव्र विकास हो रहा है।
② पंपिंग विधि के अनुसार
पंपिंग विधि के आधार पर लेजर को विद्युत रूप से पंप किए गए, प्रकाशीय रूप से पंप किए गए, रासायनिक रूप से पंप किए गए लेजर आदि में विभाजित किया जा सकता है।
विद्युत रूप से पंप किए गए लेजर उन लेजरों को कहते हैं जो धारा द्वारा उत्तेजित होते हैं, गैस लेजर ज्यादातर गैस डिस्चार्ज द्वारा उत्तेजित होते हैं, जबकि अर्धचालक लेजर ज्यादातर धारा इंजेक्शन द्वारा उत्तेजित होते हैं।
लगभग सभी सॉलिड स्टेट लेजर और लिक्विड लेजर ऑप्टिकल पंप लेजर होते हैं, और सेमीकंडक्टर लेजर का उपयोग ऑप्टिकल पंप लेजर के लिए कोर पंपिंग स्रोत के रूप में किया जाता है।
रासायनिक रूप से संचालित लेजर उन लेजरों को कहते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं से निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग कार्यशील पदार्थ को उत्तेजित करने के लिए करते हैं।
③ संचालन विधि के आधार पर वर्गीकरण
लेजरों को उनके संचालन के तरीके के आधार पर निरंतर लेजर और स्पंदित लेजर में विभाजित किया जा सकता है।
सतत लेज़रों में प्रत्येक ऊर्जा स्तर पर कणों की संख्या और गुहा में विकिरण क्षेत्र का स्थिर वितरण होता है, और इनका संचालन कार्यशील पदार्थ के उत्तेजन और उससे संबंधित लेज़र आउटपुट द्वारा लंबे समय तक निरंतर रूप से होता है। सतत लेज़र लंबे समय तक निरंतर लेज़र प्रकाश उत्पन्न कर सकते हैं, लेकिन तापीय प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।
पल्स लेजर से तात्पर्य उस समयावधि से है जब लेजर की शक्ति एक निश्चित मान पर बनी रहती है, और यह असंतुलित तरीके से लेजर प्रकाश उत्पन्न करती है, जिसकी मुख्य विशेषताएं कम तापीय प्रभाव और अच्छी नियंत्रणीयता हैं।
④ आउटपुट तरंगदैर्ध्य के आधार पर वर्गीकरण
तरंगदैर्ध्य के आधार पर लेजरों को अवरक्त लेजर, दृश्य लेजर, पराबैंगनी लेजर, गहन पराबैंगनी लेजर आदि में वर्गीकृत किया जा सकता है। विभिन्न संरचना वाली सामग्रियों द्वारा अवशोषित की जा सकने वाली प्रकाश की तरंगदैर्ध्य सीमा भिन्न होती है, इसलिए विभिन्न सामग्रियों के सूक्ष्म प्रसंस्करण या विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए अलग-अलग तरंगदैर्ध्य वाले लेजरों की आवश्यकता होती है।इन्फ्रारेड लेजर और यूवी लेजर दो सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले लेजर हैं। इन्फ्रारेड लेजर मुख्य रूप से "थर्मल प्रोसेसिंग" में उपयोग किए जाते हैं, जहां सामग्री की सतह पर मौजूद पदार्थ को गर्म करके वाष्पीकृत (इवैपोरेट) किया जाता है ताकि उसे हटाया जा सके; पतली परत वाली अधात्विक सामग्री की प्रोसेसिंग, सेमीकंडक्टर वेफर कटिंग, ऑर्गेनिक ग्लास कटिंग, ड्रिलिंग, मार्किंग और अन्य क्षेत्रों में, उच्च ऊर्जा वाले यूवी फोटॉन अधात्विक सामग्री की सतह पर आणविक बंधों को सीधे तोड़ देते हैं, जिससे अणुओं को वस्तु से अलग किया जा सकता है, और इस विधि में उच्च तापीय प्रतिक्रिया नहीं होती है, इसलिए इसे आमतौर पर "कोल्ड प्रोसेसिंग" कहा जाता है।
यूवी फोटॉनों की उच्च ऊर्जा के कारण, बाहरी उत्तेजना स्रोत द्वारा एक निश्चित उच्च शक्ति निरंतर यूवी लेजर उत्पन्न करना मुश्किल है, इसलिए यूवी लेजर आमतौर पर क्रिस्टल सामग्री गैर-रेखीय प्रभाव आवृत्ति रूपांतरण विधि के अनुप्रयोग द्वारा उत्पन्न किया जाता है, इसलिए वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक क्षेत्र के यूवी लेजर मुख्य रूप से ठोस-अवस्था यूवी लेजर हैं।
(4) उद्योग श्रृंखला
उद्योग श्रृंखला का अपस्ट्रीम अर्धचालक कच्चे माल, उच्च-स्तरीय उपकरण और संबंधित उत्पादन सहायक सामग्रियों का उपयोग करके लेजर कोर और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का निर्माण है, जो लेजर उद्योग की आधारशिला है और इसमें प्रवेश की उच्च सीमा है। उद्योग श्रृंखला का मिडस्ट्रीम अपस्ट्रीम लेजर चिप्स और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, मॉड्यूल, ऑप्टिकल घटकों आदि का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के लेजरों के निर्माण और बिक्री के लिए पंप स्रोत के रूप में कार्य करता है, जिनमें डायरेक्ट सेमीकंडक्टर लेजर, कार्बन डाइऑक्साइड लेजर, सॉलिड-स्टेट लेजर, फाइबर लेजर आदि शामिल हैं; डाउनस्ट्रीम उद्योग मुख्य रूप से विभिन्न लेजरों के अनुप्रयोग क्षेत्रों को संदर्भित करता है, जिनमें औद्योगिक प्रसंस्करण उपकरण, LIDAR, ऑप्टिकल संचार, चिकित्सा सौंदर्य और अन्य अनुप्रयोग उद्योग शामिल हैं।
① अपस्ट्रीम आपूर्तिकर्ता
सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स, उपकरण और मॉड्यूल जैसे उत्पादों के लिए कच्चे माल में मुख्य रूप से विभिन्न चिप सामग्री, फाइबर सामग्री और मशीनीकृत पुर्जे शामिल हैं, जिनमें सब्सट्रेट, हीट सिंक, रसायन और हाउसिंग सेट शामिल हैं। चिप प्रसंस्करण के लिए उच्च गुणवत्ता और उच्च प्रदर्शन वाले कच्चे माल की आवश्यकता होती है, जो मुख्य रूप से विदेशी आपूर्तिकर्ताओं से प्राप्त होते हैं, लेकिन स्थानीयकरण की मात्रा धीरे-धीरे बढ़ रही है और धीरे-धीरे स्वतंत्र नियंत्रण प्राप्त हो रहा है। मुख्य कच्चे माल का प्रदर्शन सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स की गुणवत्ता पर सीधा प्रभाव डालता है, और विभिन्न चिप सामग्रियों के प्रदर्शन में निरंतर सुधार से उद्योग के उत्पादों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में सकारात्मक योगदान मिलता है।
②मध्यवर्ती उद्योग श्रृंखला
सेमीकंडक्टर लेजर चिप उद्योग श्रृंखला के मध्य में विभिन्न प्रकार के लेजरों का मुख्य प्रवर्धक प्रकाश स्रोत है और यह मध्य-स्तरीय लेजरों के विकास को बढ़ावा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मध्य-स्तरीय लेजरों के क्षेत्र में, संयुक्त राज्य अमेरिका, जर्मनी और अन्य विदेशी उद्यमों का वर्चस्व है, लेकिन हाल के वर्षों में घरेलू लेजर उद्योग के तीव्र विकास के बाद, उद्योग श्रृंखला के मध्य-स्तरीय बाजार में घरेलू कंपनियों का तेजी से विस्तार हुआ है।
③ औद्योगिक श्रृंखला डाउनस्ट्रीम
उद्योग के विकास को बढ़ावा देने में डाउनस्ट्रीम उद्योग की भूमिका अधिक महत्वपूर्ण है, इसलिए डाउनस्ट्रीम उद्योग का विकास उद्योग के बाजार पर सीधा प्रभाव डालता है। चीन की अर्थव्यवस्था की निरंतर वृद्धि और आर्थिक परिवर्तन के लिए रणनीतिक अवसरों के उद्भव ने इस उद्योग के विकास के लिए बेहतर परिस्थितियाँ बनाई हैं। चीन एक विनिर्माण प्रधान देश से विनिर्माण महाशक्ति बनने की ओर अग्रसर है, और डाउनस्ट्रीम लेजर और लेजर उपकरण विनिर्माण उद्योग के उन्नयन की प्रमुख कुंजियों में से एक हैं, जो इस उद्योग के दीर्घकालिक सुधार के लिए अनुकूल मांग वातावरण प्रदान करते हैं। सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स और उनके उपकरणों के प्रदर्शन सूचकांक के लिए डाउनस्ट्रीम उद्योग की आवश्यकताएँ बढ़ रही हैं, और घरेलू उद्यम धीरे-धीरे कम शक्ति वाले लेजर बाजार से उच्च शक्ति वाले लेजर बाजार में प्रवेश कर रहे हैं, इसलिए उद्योग को प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास तथा स्वतंत्र नवाचार के क्षेत्र में निरंतर निवेश बढ़ाना होगा।
2. सेमीकंडक्टर लेजर उद्योग की विकास स्थिति
सभी प्रकार के लेज़रों में सेमीकंडक्टर लेज़रों की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता सबसे अच्छी होती है। एक ओर, इनका उपयोग ऑप्टिकल फाइबर लेज़रों, सॉलिड-स्टेट लेज़रों और अन्य ऑप्टिकल पंप लेज़रों के कोर पंप स्रोत के रूप में किया जा सकता है। दूसरी ओर, विद्युत दक्षता, चमक, जीवनकाल, बहु-तरंगदैर्ध्य, मॉड्यूलेशन दर आदि के संदर्भ में सेमीकंडक्टर लेज़र प्रौद्योगिकी में निरंतर प्रगति के साथ, सेमीकंडक्टर लेज़रों का व्यापक रूप से सामग्री प्रसंस्करण, चिकित्सा, ऑप्टिकल संचार, ऑप्टिकल सेंसिंग, रक्षा आदि क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। लेज़र फोकस वर्ल्ड के अनुसार, डायोड लेज़रों (यानी सेमीकंडक्टर लेज़र और गैर-डायोड लेज़रों) का कुल वैश्विक राजस्व 2021 में 18,480 मिलियन डॉलर होने का अनुमान है, जिसमें सेमीकंडक्टर लेज़रों का हिस्सा कुल राजस्व का 43% है।
लेजर फोकस वर्ल्ड के अनुसार, वैश्विक सेमीकंडक्टर लेजर बाजार 2020 में 6,724 मिलियन डॉलर का होगा, जो पिछले वर्ष की तुलना में 14.20% अधिक है। वैश्विक बुद्धिमत्ता के विकास, स्मार्ट उपकरणों, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, नई ऊर्जा और अन्य क्षेत्रों में लेजर की बढ़ती मांग, साथ ही चिकित्सा, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य उभरते अनुप्रयोगों के निरंतर विस्तार के कारण, सेमीकंडक्टर लेजर का उपयोग ऑप्टिकल पंप लेजर के लिए पंप स्रोत के रूप में किया जा सकता है, और इसके बाजार का आकार स्थिर वृद्धि बनाए रखेगा। 2021 में वैश्विक सेमीकंडक्टर लेजर बाजार का आकार 7.946 बिलियन डॉलर होगा, जिसकी बाजार वृद्धि दर 18.18% होगी।
तकनीकी विशेषज्ञों, उद्यमों और विशेषज्ञों के संयुक्त प्रयासों से चीन के सेमीकंडक्टर लेजर उद्योग ने असाधारण विकास हासिल किया है, जिससे इस उद्योग ने शून्य से लेकर प्रोटोटाइप तक की प्रक्रिया का अनुभव किया है। हाल के वर्षों में, चीन ने लेजर उद्योग के विकास में तेजी लाई है और सरकार के नेतृत्व और लेजर उद्यमों के सहयोग से विभिन्न क्षेत्रों में वैज्ञानिक अनुसंधान, प्रौद्योगिकी संवर्धन, बाजार विकास और लेजर औद्योगिक पार्कों के निर्माण पर ध्यान केंद्रित किया गया है।
3. चीन के लेजर उद्योग के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति
यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे विकसित देशों की तुलना में, चीन की लेजर प्रौद्योगिकी पिछड़ी नहीं है, लेकिन लेजर प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग और उच्च-स्तरीय कोर प्रौद्योगिकी में अभी भी काफी अंतर है, विशेष रूप से अपस्ट्रीम सेमीकंडक्टर लेजर चिप और अन्य कोर घटक अभी भी आयात पर निर्भर हैं।
अमेरिका, जर्मनी और जापान जैसे विकसित देशों ने कुछ बड़े औद्योगिक क्षेत्रों में पारंपरिक विनिर्माण प्रौद्योगिकी को लगभग पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर दिया है और "हल्के विनिर्माण" के युग में प्रवेश कर लिया है; हालांकि चीन में लेजर अनुप्रयोगों का विकास तेजी से हो रहा है, लेकिन अनुप्रयोग की पैठ दर अभी भी अपेक्षाकृत कम है। औद्योगिक उन्नयन की मूल प्रौद्योगिकी के रूप में, लेजर उद्योग राष्ट्रीय समर्थन का एक प्रमुख क्षेत्र बना रहेगा और इसके अनुप्रयोग का दायरा लगातार बढ़ता रहेगा, जिससे अंततः चीन के विनिर्माण उद्योग को "हल्के विनिर्माण" के युग में ले जाया जा सकेगा। वर्तमान विकास स्थिति से, चीन के लेजर उद्योग के विकास में निम्नलिखित रुझान दिखाई देते हैं।
(1) सेमीकंडक्टर लेजर चिप और अन्य कोर घटक धीरे-धीरे स्थानीयकरण को साकार कर रहे हैं
फाइबर लेजर को उदाहरण के तौर पर लें, उच्च शक्ति वाले फाइबर लेजर पंप स्रोत अर्धचालक लेजर का मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र है, और उच्च शक्ति वाले अर्धचालक लेजर चिप और मॉड्यूल फाइबर लेजर के महत्वपूर्ण घटक हैं। हाल के वर्षों में, चीन का ऑप्टिकल फाइबर लेजर उद्योग तीव्र विकास के दौर में है, और इसका स्थानीयकरण वर्ष दर वर्ष बढ़ता जा रहा है।
बाजार में पैठ के संदर्भ में, कम शक्ति वाले फाइबर लेजर बाजार में, घरेलू लेजरों की बाजार हिस्सेदारी 2019 में 99.01% तक पहुंच गई; मध्यम शक्ति वाले फाइबर लेजर बाजार में, घरेलू लेजरों की पैठ दर हाल के वर्षों में 50% से अधिक बनी हुई है; उच्च शक्ति वाले फाइबर लेजरों के स्थानीयकरण की प्रक्रिया भी धीरे-धीरे आगे बढ़ रही है, और 2013 से 2019 तक इसकी पैठ दर 55.56% तक पहुंच गई है, और 2020 में उच्च शक्ति वाले फाइबर लेजरों की घरेलू पैठ दर 57.58% होने की उम्मीद है।
हालांकि, उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स जैसे प्रमुख घटक अभी भी आयात पर निर्भर हैं, और सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स को आधार बनाकर बनाए गए लेजरों के पूर्ववर्ती घटकों का धीरे-धीरे स्थानीयकरण हो रहा है, जिससे एक ओर घरेलू लेजरों के पूर्ववर्ती घटकों का बाजार विस्तार बढ़ रहा है, और दूसरी ओर, पूर्ववर्ती प्रमुख घटकों के स्थानीयकरण से घरेलू लेजर निर्माताओं की अंतरराष्ट्रीय प्रतिस्पर्धा में भाग लेने की क्षमता में सुधार हो सकता है।
(2) लेजर अनुप्रयोग तेजी से और व्यापक रूप से प्रवेश करते हैं
अपस्ट्रीम कोर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटकों के धीरे-धीरे स्थानीयकरण और लेजर अनुप्रयोग लागत में धीरे-धीरे कमी के साथ, लेजर कई उद्योगों में और अधिक गहराई से प्रवेश करेंगे।
एक ओर, चीन के लिए लेजर प्रोसेसिंग चीन के विनिर्माण उद्योग के शीर्ष दस अनुप्रयोग क्षेत्रों में शामिल है, और यह उम्मीद की जाती है कि भविष्य में लेजर प्रोसेसिंग के अनुप्रयोग क्षेत्रों का और विस्तार होगा और बाजार का दायरा भी बढ़ेगा। दूसरी ओर, चालक रहित, उन्नत सहायक ड्राइविंग प्रणाली, सेवा-उन्मुख रोबोट, 3डी सेंसिंग आदि जैसी प्रौद्योगिकियों के निरंतर प्रसार और विकास के साथ, इसका उपयोग ऑटोमोबाइल, कृत्रिम बुद्धिमत्ता, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, चेहरा पहचान, ऑप्टिकल संचार और राष्ट्रीय रक्षा अनुसंधान जैसे कई क्षेत्रों में अधिक होगा। उपरोक्त लेजर अनुप्रयोगों के मुख्य उपकरण या घटक के रूप में, सेमीकंडक्टर लेजर को भी तेजी से विकास का अवसर मिलेगा।
(3) उच्च शक्ति, बेहतर बीम गुणवत्ता, छोटी तरंगदैर्घ्य और तीव्र आवृत्ति दिशा विकास
औद्योगिक लेज़रों के क्षेत्र में, फाइबर लेज़रों ने अपनी शुरुआत से ही आउटपुट पावर, बीम गुणवत्ता और चमक के मामले में काफी प्रगति की है। हालांकि, उच्च शक्ति से प्रसंस्करण गति में सुधार, प्रसंस्करण गुणवत्ता में अनुकूलन और प्रसंस्करण क्षेत्र का विस्तार हो सकता है, जिससे भारी उद्योग विनिर्माण, ऑटोमोटिव विनिर्माण, एयरोस्पेस विनिर्माण, ऊर्जा, मशीनरी विनिर्माण, धातु विज्ञान, रेल परिवहन निर्माण, वैज्ञानिक अनुसंधान और कटिंग, वेल्डिंग, सतह उपचार आदि जैसे अन्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में फाइबर लेज़र की शक्ति की आवश्यकताएं लगातार बढ़ रही हैं। संबंधित उपकरण निर्माताओं को कोर उपकरणों (जैसे उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़र चिप और गेन फाइबर) के प्रदर्शन में लगातार सुधार करने की आवश्यकता है। फाइबर लेज़र की शक्ति में वृद्धि के लिए बीम संयोजन और पावर संश्लेषण जैसी उन्नत लेज़र मॉड्यूलेशन तकनीक की भी आवश्यकता होती है, जो उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़र चिप निर्माताओं के लिए नई आवश्यकताएं और चुनौतियां पेश करती है। इसके अलावा, कम तरंग दैर्ध्य, अधिक तरंग दैर्ध्य और तीव्र (अल्ट्राफास्ट) लेज़र विकास भी एक महत्वपूर्ण दिशा है, जिसका मुख्य रूप से एकीकृत सर्किट चिप्स, डिस्प्ले, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस और अन्य सटीक माइक्रोप्रोसेसिंग के साथ-साथ जीवन विज्ञान, चिकित्सा, संवेदन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जिससे अर्धचालक लेज़र चिप के लिए भी नई आवश्यकताएं सामने आती हैं।
(4) उच्च शक्ति वाले लेजर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटकों की मांग में और वृद्धि की संभावना है
उच्च-शक्ति फाइबर लेजर का विकास और औद्योगीकरण उद्योग श्रृंखला की समन्वित प्रगति का परिणाम है, जिसके लिए पंप स्रोत, आइसोलेटर, बीम कंसंट्रेटर आदि जैसे प्रमुख ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटकों के समर्थन की आवश्यकता होती है। उच्च-शक्ति फाइबर लेजर में उपयोग किए जाने वाले ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटक इसके विकास और उत्पादन के आधार और प्रमुख घटक हैं, और उच्च-शक्ति फाइबर लेजर के बढ़ते बाजार से उच्च-शक्ति सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स जैसे प्रमुख घटकों की बाजार मांग भी बढ़ रही है। साथ ही, घरेलू फाइबर लेजर प्रौद्योगिकी में निरंतर सुधार के साथ, आयात प्रतिस्थापन एक अपरिहार्य प्रवृत्ति बन गई है, जिससे विश्व में लेजर बाजार की हिस्सेदारी में लगातार सुधार होगा, जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक घटक निर्माताओं की स्थानीय क्षमता के लिए भी बड़े अवसर प्रदान करता है।
पोस्ट करने का समय: 7 मार्च 2023
