ตลาดแอปพลิเคชันใหม่ใดบ้างที่จะเปิดขึ้นในขณะที่เทคโนโลยีเลเซอร์ความเร็วสูงยังคงสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ต่อไป

เลเซอร์พัลซิ่งที่สั้นมาก เช่น เลเซอร์เฟมโตวินาที กำลังกลายเป็นอุปกรณ์แบบปลั๊กแอนด์เพลย์ที่ใช้งานง่ายมากขึ้น ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมและชีวการแพทย์ที่หลากหลายมากขึ้น เมื่อสิบห้าปีก่อน เลเซอร์เหล่านี้เป็นเมนเฟรมขนาดใหญ่ที่ต้องทำความสะอาดออปติกทุกวัน การบำรุงรักษาน้ำหล่อเย็นอย่างสม่ำเสมอ และการปรับพารามิเตอร์เลเซอร์ให้เหมาะสมอย่างต่อเนื่อง
ปัจจุบัน แพลตฟอร์มโซลิดสเตตและไฟเบอร์ออปติกที่ใช้เทคโนโลยีการขยายสัญญาณไฟเบอร์คริสตัลแบบโทนิคที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว และสถาปัตยกรรมการขยายสัญญาณแบบ chirped-pulse ได้ผลิตเลเซอร์เฟมโตวินาทีขนาดกะทัดรัด เชื่อถือได้ และต้นทุนต่ำ

ในแหล่งกำเนิดที่สั้นเกินขีดในปัจจุบัน ช่องเลเซอร์นั้นปิดสนิท และช่องขยายดิสก์หรือเพลทที่ใหญ่ขึ้นก็ถูกปิดล้อมเพื่อให้แยกออกจากสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าเลเซอร์ความเร็วสูงสมัยใหม่ไม่จำเป็นต้องปรับเทียบด้วยตนเองในภาคสนามอีกต่อไป และได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือความชื้นน้อยลง
"เมื่อหลายสิบปีที่แล้ว หากคุณจามแรงๆ ใกล้กับเลเซอร์ที่เร็วมาก อาจทำให้แนวไม่ตรงหรือสูญเสียการล็อกโหมดได้" เฮเธอร์ จอร์จ ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ของ TRUMPF กล่าว "การถือกำเนิดของเลเซอร์เมล็ดพันธุ์ที่ล็อกโหมดแบบพาสซีฟ แทนที่จะเป็นเมล็ดพันธุ์ที่ล็อกโหมดที่ทำงานอยู่ เลเซอร์ ทำให้เลเซอร์อุตสาหกรรมความเร็วสูงเป็นไปได้"
แหล่งเลเซอร์ femtosecond ที่สมบูรณ์มีวางจำหน่ายแล้วในราคาที่หลากหลาย เช่นเดียวกับระยะเวลาพัลส์ที่ยืดหยุ่น พลังงานพัลส์ กำลังเฉลี่ย และพารามิเตอร์ลำแสง

ระบบเหล่านี้หลายระบบไปไกลกว่านั้นโดยการผสานรวมคุณลักษณะต่างๆ เช่น การชดเชยล่วงหน้าโดยอัตโนมัติสำหรับการกระจายความเร็วของกลุ่มที่ไม่ต้องการ หรือตัวปรับเสียงแบบอะคูสติกออปติกในตัว ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมพลังงานเฉลี่ย พลังงานต่อพัลส์ และอัตราการเกิดซ้ำได้
"นอกเหนือจากประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลงเล็กน้อยและช้าที่เกี่ยวข้องกับอายุของส่วนประกอบตามธรรมชาติ เลเซอร์ที่สมบูรณ์ไม่จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนเป็นระยะหรือปรับแต่งใหม่โดยผู้ใช้ และควรได้รับการวินิจฉัยจากระยะไกลและเสนอการแทรกแซงบริการจากระยะไกลเพื่อเพิ่มเวลาการทำงานสูงสุด" Marco Arrigoni ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาดของ Coherent Corp. กล่าว

ในขณะที่ระบบความเร็วสูงพิเศษที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้มีให้ใช้งานมากขึ้น ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของเลเซอร์เหล่านี้สามารถช่วยปรับปรุงปริมาณงาน คุณภาพ และประสิทธิภาพการใช้งานได้ เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่ใช้ไฟเบอร์สามารถทำงานได้นานหลายปีโดยมีการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อยและมีราคาที่ไม่แพงนัก ไฟเบอร์เลเซอร์ femtosecond ทั่วไปที่มีกำลังเอาต์พุตน้อยกว่า 10 W ความถี่การทำซ้ำระหว่าง 80 ถึง 100 MHz และพลังงานพัลส์ระหว่าง 10 ถึง 20 nJ มีราคาประมาณ 50 ดอลลาร์000 ซึ่งถูกกว่าราคาผลิตภัณฑ์รุ่นก่อนหน้าประมาณครึ่งหนึ่ง
อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายจะเพิ่มขึ้นเมื่อพลังงานเฉลี่ย/พลังงานพัลส์เพิ่มขึ้น เลเซอร์ที่เร็วมากในปัจจุบันมีกำลังเฉลี่ยระหว่าง 10 ถึง 200 W, ความกว้างพัลส์น้อยกว่า 300 fs, พลังงานพัลส์ระหว่าง 0.1 และ 2 mJ และพลังงานระเบิดที่ 8 mJ เลเซอร์เหล่านี้มีราคาอยู่ในช่วง $80,000 ถึง $100,000

Bernhard Wolfring ผู้จัดการผลิตภัณฑ์สำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงที่ TOPTICA Photonics AG กล่าวว่าโซลูชันการออกแบบต้องคำนึงถึงต้นทุนเทียบกับลักษณะทางกายภาพของเครื่องมือเลเซอร์ที่ต้องการ "พลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นไม่อนุญาตให้ลดค่าใช้จ่ายลงต่ำกว่าระดับที่กำหนด" เขากล่าว "ในทางกลับกัน ความต้องการพลังงานสูงสุดจะช่วยไม่ให้ระบบมีขนาดใหญ่เกินไปในแง่ของต้นทุนและฟังก์ชันการทำงาน ผลลัพธ์ที่ได้คือความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างการออกแบบและต้นทุน และการออกแบบและพารามิเตอร์สำหรับระบบเลเซอร์เฉพาะทาง"

แอปพลิเคชันที่หนึ่ง: การประมวลผลวัสดุ

เลเซอร์ Femtosecond ยังคงถูกนำไปใช้อย่างต่อเนื่องในการประมวลผลวัสดุที่หลากหลาย เช่น การตัดแผ่นฟอยล์สำหรับจอแสดงผลแบบแบน โครงร่างทางการแพทย์ที่ใช้การตัดเฉือนขนาดเล็ก และการเขียนแผ่นเวเฟอร์
พัลส์เฟมโตวินาทีส่งผลให้การใช้งานการตัดเฉือนขนาดเล็กมีคุณภาพดีขึ้นเมื่อเทียบกับพัลส์พิโคหรือนาโนวินาที ส่วนหนึ่งเป็นเพราะพัลส์เฟมโตวินาทีลดผลกระทบจากข้อบกพร่องทางความร้อน เช่น โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) หรือเศษเล็กเศษน้อยรอบพื้นที่การประมวลผล เป็นที่น่าสังเกตว่าข้อดีของข้อดีเหล่านี้คือ: สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ พัลส์ที่สั้นกว่า 350 fs จะไม่ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือน และอาจต้องใช้ออปติกที่มีราคาแพงกว่า นอกจากนี้ความกว้างของพัลส์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของปัญหาเท่านั้น

Hui Imam ผู้อำนวยการฝ่ายการตลาดเชิงกลยุทธ์สำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงของ NKT Photonics กล่าวว่า "เราคิดว่าความกว้างของพัลส์อาจทำให้เข้าใจผิดได้เล็กน้อย พารามิเตอร์ที่สำคัญคือกำลังสูงสุด ซึ่งเป็นปริมาณพลังงานที่ส่งในเฟมโตวินาทีสั้นๆ ยิ่งจุดสูงสุดสูง พลังงานสำหรับเฟมโตวินาทีสั้น ๆ ที่กำหนด วัสดุจะถูกระเหยมากขึ้นโดยมีผลกระทบต่อความร้อนน้อยลง"
การลดความร้อนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวัสดุที่ไวต่ออุณหภูมิหรือกลไก เช่น นิทินอล โพลิเมอร์ วัสดุที่ฉีดด้วยยา หรือไดอิเล็กตริกแบบบาง
พลังงานพัลส์และพลังงานเฉลี่ยของเลเซอร์ไฟเบอร์ความเร็วสูงพิเศษถูกจำกัดโดยเกณฑ์ความเสียหายของไฟเบอร์ โครงสร้างการขยายสัญญาณ เช่น แผ่นขยายสัญญาณและดิสก์สามารถสร้างพลังงานพัลส์และกำลังเฉลี่ยที่สูงขึ้นได้ แต่ยังมาพร้อมกับรอยเท้าที่ใหญ่ขึ้น ต้นทุนที่สูงขึ้น และข้อกำหนดในการทำความเย็นที่เข้มงวดมากขึ้น
กำลังเฉลี่ยและอัตราการเกิดซ้ำกำหนดพลังงานพัลส์สูงสุดที่สามารถทำได้ด้วยพัลส์เลเซอร์เดี่ยว สำหรับการใช้งานในการประมวลผลวัสดุส่วนใหญ่ พลังงานพัลส์ที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับเกณฑ์การระเหยที่เรียกว่า
เกณฑ์จะแตกต่างกันไปในแต่ละวัสดุ แต่เมื่อพลังงานพัลส์เกินเกณฑ์การระเหยของวัสดุ กระบวนการจะอิ่มตัว โดยพื้นฐานแล้ว พลาสมาที่สร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการระเหยจะดูดซับพัลส์ที่ตามมา ซึ่งจะเพิ่มความร้อนและลดประสิทธิภาพการประมวลผล
"สำหรับการระเหยวัสดุส่วนใหญ่ พลังงานพัลส์ทั่วไปเมื่อใช้เฟมโตวินาทีพัลส์อยู่ระหว่าง {{0}}.02 ถึง 0.2 mJ" จอร์จกล่าวว่า
ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงมากของเฟมโตวินาทีเลเซอร์พัลส์ยังทำให้เกิดการดูดกลืนโฟตอนสองหรือหลายโฟตอนในวัสดุ ส่งผลให้เกิดโครงสร้างสามมิติที่มีความละเอียดเกินกว่าขีดจำกัดของการเลี้ยวเบนของแสง ตรงกันข้ามกับเทคนิคการประดิษฐ์ไมโคร/นาโนแบบดั้งเดิม การประมวลผลด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาทีนำเสนอทั้งขนาดคุณลักษณะระดับนาโนและความสามารถทางสถาปัตยกรรมสามมิติ
ปริมาณพลังงานแสงที่ส่งผ่านต่อหน่วยพื้นที่ (เรียกว่า ความคล่องแคล่วของเลเซอร์) เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของอัตราการระเหย (มม.3/นาที/W) สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ ค่าความฟุ่มเฟือยสูงสุดที่เหมาะสมซึ่งรวมคุณภาพการประมวลผลสูงสุดเข้ากับการใช้พลังงานแสงอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดคือประมาณ 1 J/cm2
Jim Bovatsek ผู้จัดการฝ่ายวิศวกรรมแอปพลิเคชันอาวุโสของ MKS Spectra-Physics กล่าวว่า "ฟลักซ์ที่ต่ำกว่าจุดสูงสุดส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ฟลักซ์ที่สูงขึ้นส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงทีละน้อย" สิ่งนี้ทำให้ได้ปริมาณงานที่สูงขึ้นโดยการรันที่อัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้น ซึ่งส่งผลให้กำลังงานเฉลี่ยสูงขึ้น
อย่างไรก็ตาม ในบางจุด อุปกรณ์ช่วยเคลื่อนที่/การสแกนไม่เคลื่อนที่เร็วพอ หรือความสามารถของวัสดุในการกระจายพลังงานความร้อนที่ตกค้างไม่เพียงพอ หรือทั้งสองอย่าง และผลที่ได้คือโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยกว่าที่เหมาะ
สำหรับการตัดวัสดุ เช่น นิทินอล ความถี่ในการทำซ้ำของเลเซอร์และพลังงานพัลส์ที่ 100 kHz และ ~80 µJ ตามลำดับ ดูเหมือนจะเป็นขีดจำกัดสูงสุดก่อนที่โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) จะเริ่มก่อตัว ในขณะที่ความถี่พัลส์มากกว่า Bovatsek กล่าวว่า 2 MHz ที่มีกำลังไฟมากกว่า 100 W สามารถใช้ตัดฟิล์มโพลิเมอร์ เช่น พอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลตและโพลิอิไมด์ได้

การใช้งาน 2: การทำเครื่องหมายชิ้นส่วนทางการแพทย์
เลเซอร์ Femtosecond สามารถเป็นโซลูชันทางเทคนิคในอุดมคติสำหรับการทำเครื่องหมายอุปกรณ์การแพทย์ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ หากปริมาณการผลิตชดเชยกับราคาของเลเซอร์
มีแอปพลิเคชันเพิ่มมากขึ้นสำหรับการทำเครื่องหมายอุปกรณ์ทางการแพทย์ด้วยบาร์โค้ด 2 มิติแบบถาวรในสีดำหรือสีเข้ม ซึ่งสามารถใช้เพื่อลงทะเบียนเครื่องมือเหล่านี้และติดตามว่าอุปกรณ์เหล่านั้นได้รับการทำความสะอาดเมื่อใด
โดยปกติแล้ว การทำเครื่องหมายบนรายการเหล่านี้จำเป็นต้องใช้เลเซอร์พัลซิ่งระดับนาโนวินาทีที่มีต้นทุนต่ำกว่า เครื่องหมายเหล่านี้ผ่านกระบวนการทางเคมีเพื่อให้ทนทานต่อการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม เลเซอร์เฟมโตวินาทีสร้างเครื่องหมายที่ลบไม่ออกซึ่งไม่กัดกร่อนและออกซิไดซ์เมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นขั้นตอนการรักษาทางเคมีเพิ่มเติมจึงไม่จำเป็น
การประมวลผลโลหะด้วยเลเซอร์ picosecond หรือ femtosecond ทำให้เกิดโครงสร้างคาบขนาดเล็กในระดับนาโนที่แสดงเป็นเครื่องหมายสีดำที่มีคอนทราสต์สูง" จอร์จที่ Tonson กล่าว เครื่องหมายสีดำเหล่านี้ไม่ขึ้นกับมุมมองและแสดงคอนทราสต์สีดำในทุกมุมมอง"
การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปว่าพัลส์เฟมโตวินาทีสามารถบรรลุคุณภาพเครื่องหมายที่ดีกว่าพัลส์พิโกวินาทีหรือไม่ อย่างไรก็ตาม อัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้นช่วยให้สามารถสแกนได้เร็วขึ้นและทำให้รอบเวลาสั้นลง ดังนั้น การใช้งานเครื่องหมายทางการแพทย์จึงต้องคำนึงถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วและคุณภาพ
ในการมาร์กสีดำ พลังงานชีพจรต่ำ (<0.05 mJ) and high repetition rates (1 MHz) are used," says Daniel Huerta-Murillo, laser applications engineer at Trafotek. Higher pulse energies result in structured materials, while insufficient pulse energy produces low-contrast markings."

การใช้งาน 3: การเชื่อมและการตัด
การแปรรูปวัสดุที่เปราะบาง เช่น แก้ว เป็นอีกหนึ่งตลาดอุตสาหกรรมเกิดใหม่สำหรับเฟมโตเซกเมนต์เลเซอร์
จากข้อมูลของ Antonio Castelo ผู้จัดการเทคโนโลยีโฟโตนิกส์ของ European Photonics Industry Consortium (EPIC) การประมวลผลแก้วต้องใช้การผสมผสานที่แม่นยำของความยาวคลื่นและพลังงานพัลส์ การไม่ใช้พารามิเตอร์ที่ถูกต้องมักส่งผลให้มีการเพิ่มขั้นตอนการขัดเงาเพิ่มเติมเมื่อสิ้นสุดกระบวนการ
Castelo กล่าวว่า "กระบวนการบางอย่างที่ใช้สำหรับวัสดุแก้วและโพลิเมอร์อาจต้องการความยาวคลื่นที่แตกต่างกันในช่วงอินฟราเรดใกล้และกลาง และขณะนี้มีโซลูชันครบวงจรใน 2- และ 3-ไมครอน"
การตัดและการเชื่อมแก้วหรือพลาสติกใสที่เปราะต้องใช้ออปติกพิเศษเพื่อให้ได้โปรไฟล์พัลส์ที่เรียกว่า Bessel beam ลำแสงนี้สร้างจุดโฟกัสเชิงเส้นเป็นชุดบนวัสดุที่กำลังดำเนินการ คล้ายกับมีดเลเซอร์บางที่สามารถปรับเปลี่ยนวัสดุได้ในครั้งเดียว
ความหนาสูงสุดที่ประมวลผลได้จะถูกจำกัดโดยพลังงานพัลส์ ยิ่งวัสดุหนามากเท่าใดก็ยิ่งต้องใช้พลังงานพัลส์มากเท่านั้น
สำหรับการเชื่อมแก้ว พลังงานพัลส์อยู่ในช่วงตั้งแต่ {{0}}.01 mJ ถึง 0.04 mJ ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ และสำหรับการตัดแก้ว พลังงานพัลส์ 0.1 mJ ถึง 2 สามารถใช้ mJ ได้ ขึ้นอยู่กับความหนาของตัวอย่างที่จะประมวลผล" Huerta-Murillo จาก ThruPoint กล่าว การตัดแผ่นกระจกด้วยเลเซอร์ที่มีความหนาสูงสุด 12 มม. ได้รับการยอมรับแล้วใน Thomson Application Laboratory"
ระยะเวลาของพัลส์เป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญในการแปรรูปแก้ว ตัวอย่างเช่น การตัดกระจกใสสามารถทำได้ด้วยพัลส์พิโควินาที แต่สำหรับการเชื่อมกระจกใส เฟมโตวินาทีพัลส์จะมีประโยชน์มากกว่า เนื่องจากพวกมันให้กำลังสูงสุดที่สูงกว่า ซึ่งทำให้แก้วละลายในพื้นที่เฉพาะ

แอปพลิเคชัน 4: กล้องจุลทรรศน์มัลติโฟตอน
พัลส์ Femtosecond เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเหนี่ยวนำการใช้งานแบบหลายโฟตอน ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการใช้งานด้านการถ่ายภาพทางชีววิทยาและวิทยาศาสตร์ เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบไม่เชิงเส้น ออปโตเจเนติกส์แบบสองโฟตอน และการถ่ายภาพแบบสามโฟตอน
ผู้ใช้ปลายทางหลักในตลาดเหล่านี้คือนักชีววิทยาและนักประสาทวิทยาที่มีภูมิหลังทางการมองเห็นที่จำกัด การเพิ่มฟังก์ชันเพื่อลดความซับซ้อนของเครื่องมือเลเซอร์เป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับผู้ใช้ปลายทางเหล่านี้
มันกลับมาที่มูลค่าเพิ่มสำหรับผู้ใช้เสมอ โดยส่วนใหญ่มักจะในแง่ของการใช้งานที่ง่ายและความสามารถในการใช้งาน" Arrigoni จาก Coherent กล่าว ผู้ใช้ในห้องปฏิบัติการด้านการถ่ายภาพหลักซึ่งมักหมุนเวียนและไม่มีประสบการณ์ อาจได้รับประโยชน์จากชุดคีย์แบบครบวงจร ประสิทธิภาพและพร้อมรับราคาสองเท่าของระบบเลเซอร์แบบครบวงจร"
ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของการใช้งานทางวิทยาศาสตร์สำหรับเลเซอร์ความเร็วสูงนั้นเกิดขึ้นได้จากเลเซอร์แบบครบวงจร ซึ่งมีกำลังเฉลี่ย 10 W, ความถี่พัลส์ระหว่าง 1 kHz ถึง 10 MHz, ความกว้างของพัลส์ที่ปรับได้ระหว่าง 20 fs ถึง 200 fs และความยาวคลื่นที่ปรับได้ระหว่าง 200 นาโนเมตร และ 1,000 นาโนเมตร
Wolfring กล่าวว่า สำหรับเลเซอร์ femtosecond ที่กำหนดเป้าหมายปรากฏการณ์หลายโฟตอนในการประยุกต์ใช้ด้านวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต พลังงานพัลส์หรือพลังงานสูงสุดมักเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุด เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี ต้องรักษาพารามิเตอร์เหล่านี้ให้อยู่ในช่วงที่กำหนด หากพลังงานต่ำเกินไป ประสิทธิภาพของกระบวนการสองโฟตอนอาจไม่เพียงพอที่จะสร้างภาพขนาดเล็กที่มีคอนทราสต์ที่ดี หากพารามิเตอร์สูงเกินไป ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อาจแสดงตัวอย่างเนื้อเยื่อที่ถูกไฟไหม้
โดยทั่วไปแล้ว แอพพลิเคชั่นการถ่ายภาพหลายโฟตอนต้องใช้เลเซอร์เพื่อส่งออกพลังงานนับสิบถึงหลายร้อยนาโนจูลระหว่างความถี่พัลส์ 1 ถึง 100 MHz เพื่อรองรับการสแกนภาพที่รวดเร็วและหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อตัวอย่างทางชีวภาพ
โดยหลักการแล้ว ยิ่งพัลส์สั้นลง เอฟเฟกต์ไม่เชิงเส้นก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่การรักษาความกว้างของพัลส์ให้สั้นในขณะที่เผยแพร่ผ่านระบบออปติกเป็นปัจจัยสำคัญ พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น การกระจายตัวและเอฟเฟ็กต์การชดเชยกลายเป็นสิ่งสำคัญ

จะสร้างสมดุลระหว่างอุดมคติกับความเป็นจริงได้อย่างไร?
ตั้งแต่สเปกโทรสโกปีไปจนถึงการประมวลผลด้วยโฟโตนิกส์ เลเซอร์ความเร็วสูงยังคงค้นหาขอบเขตใหม่ๆ ในการใช้งาน
ลูกค้าในสาขาเหล่านี้ต้องการความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับแต่งจากเลเซอร์ของตน แต่อายุการใช้งานของแหล่งกำเนิดที่เร็วมากนั้นยังไม่เหมาะสมกับขนาดของตลาด Florian Emaury ซีอีโอของ Menhir Photonics กล่าวว่า การแลกเปลี่ยนสำหรับการส่งมอบผลิตภัณฑ์ไปยังตลาดเกิดใหม่เหล่านี้เป็นความท้าทายที่คุ้มค่าที่จะพบเจอ
การออกแบบระบบเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษสำหรับตลาดเหล่านี้ต้องสร้างสมดุลระหว่างความต้องการของลูกค้ากับการส่งมอบที่สมเหตุสมผลในแง่ของความน่าเชื่อถือและความสามารถในการผลิต การสร้างระบบแบบครบวงจรที่มีประสิทธิภาพจำเป็นต้องมีขั้นตอนซ้ำๆ โดยเริ่มจากการกำหนดข้อกำหนดขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการ
Emaury กล่าวว่าความต้องการของลูกค้านั้นสมเหตุสมผลเสมอสำหรับสิ่งที่พวกเขาต้องการ แต่ลูกค้าไม่ค่อยคำนึงถึงสิ่งที่พวกเขาต้องการในแง่ของความน่าเชื่อถือและความสามารถในการทำซ้ำสำหรับระบบที่พวกเขาต้องการ การพิจารณาต้นทุนการเป็นเจ้าของเลเซอร์เป็นเวลาหลายปีเป็นกุญแจสำคัญ

ความก้าวหน้าในอนาคต?
เลเซอร์ที่เร็วมากมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น นอกเหนือจากการใช้งานที่ง่ายขึ้นและราคาที่สามารถแข่งขันได้มากขึ้น ระบบที่ใช้ไฟเบอร์ทำให้สามารถส่งลำแสงได้ยืดหยุ่นมากขึ้น ซึ่งช่วยให้รวมเข้ากับสายการผลิตที่แคบ ระบบกล้องจุลทรรศน์ หรือสภาพแวดล้อมทางการแพทย์ได้ง่าย
รอยเท้าที่เล็กลงยังทำให้สามารถติดตั้งเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษในอุปกรณ์ขนาดเล็ก เช่น สถาปัตยกรรมการประมวลผลแบบโทนิค ซึ่งความแม่นยำของพัลส์ที่สั้นมากทำให้ไมโครโปรเซสเซอร์แบบโทนิคสามารถคำนวณได้เร็วขึ้นด้วยพลังงานที่น้อยลง
Emaury กล่าวว่า "เรามองว่านี่เป็นตลาดที่มีความต้องการสูงมาก และเราวางแผนที่จะผลิตเลเซอร์หลายแสนหรือหลายล้านตัวต่อปี" แน่นอนว่าในตอนนี้เลเซอร์เหล่านี้จะมีขนาดเล็กกว่าขนาดของโทรศัพท์มือถือ แต่จะเป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ระดับไฮเอนด์"
เลเซอร์ที่เชี่ยวชาญสำหรับการประมวลผลแบบโทนิคจะต้องให้อัตราการเกิดซ้ำในระดับกิกะเฮิรตซ์และเวลาที่แม่นยำในแต่ละพัลส์ภายในหน้าต่าง 10fs
แม้ว่าตลาดนี้และตลาดอื่น ๆ อาจต้องการพารามิเตอร์ที่ซับซ้อน ซึ่งเลเซอร์ในปัจจุบันยังทำไม่ได้ แต่ความก้าวหน้าล่าสุดของพวกเขากำลังกระตุ้นการพัฒนาใหม่ ๆ
เนื่องจากเลเซอร์ที่เร็วมากมีวิวัฒนาการ ประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งและหลากหลายมากขึ้นในแง่ของอัตราการเกิดซ้ำ ความยาวคลื่น และระยะเวลาของพัลส์จะนำไปสู่การหยุดพักครั้งใหญ่ในการขยายการใช้งานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ดูเหมือนว่าจะมีการให้และรับซึ่งกันและกันระหว่างวิธีที่เทคโนโลยีขับเคลื่อนตลาด
"การพัฒนาไฟเบอร์เลเซอร์ในช่วงไม่กี่ปีมานี้แสดงให้เห็นว่าความยาวคลื่นเลเซอร์ใหม่และระดับพลังงานใหม่ ซึ่งสามารถทำได้ผ่านแนวคิดใหม่ เช่น การขยายสัญญาณพัลส์แบบส่งเสียงร้อง ทำให้เกิดแรงผลักดันทางเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับไฟเบอร์เลเซอร์ในการเข้าสู่ตลาดที่สำคัญในปัจจุบัน" วูล์ฟริงกล่าวว่า แปลด้วย www.DeepL.com/Translator (เวอร์ชั่นฟรี)