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发布2019年4月4日 通过

新兴的激光机器和传感器改变了汽车和电子产品

新兴的半导体激光技术正在彻底改变工业材料加工和光学传感市场。汽车和电子行业正从激光制造、3D传感和成像、激光雷达和工业机器视觉的进步中受益匪浅。这些创新在最近发布的报告中进行了详细的讨论亚博体育研究中,激光二极管和直接二极管激光器2019-2029:技术,市场和预测
宝马Vision Next 100概念车是一款具有未来感的自动驾驶汽车。来源:宝马
激光二极管是一种紧凑且节能的半导体技术,其单价低于1美元(美元),可用于批量生产的器件。产品可提供从紫外线到长波红外线的多种波长:波长由器件结构和半导体材料决定。激光二极管与发光二极管(led)有很大的不同。与led不同的是,激光二极管产生一束单色光束(一个波长),它在很长的距离内保持校准,就像用普通的激光指针观察一样。与led相比,激光二极管也有更高的亮度(更亮)和更节能。支撑这些差异的物理机制是通过一种被称为受激发射的过程产生激光,以及利用两个镜面之间的光学腔来放大光线。相比之下,led通过自发发光产生光,不包含光腔。
单个激光二极管的功率输出可以从毫瓦到多瓦级。单个发射器可以单独使用,也可以组合使用,形成具有不同性质和用途的更复杂的激光器。多个激光二极管可以形成一个激光二极管棒,用于固体激光器的光泵浦(能量输入)。与光束整形光学和控制电子集成在模块中的激光二极管在许多应用中都很有用。下图说明了激光二极管的可寻址市场。
激光二极管的可寻址市场。激光二极管集成到直接二极管激光器中,用于材料加工应用。激光二极管也在学术界用于先进的科学应用。来源:亚博体育
在过去的三十年里,激光二极管的平均功率呈指数级增长,而其平均价格却呈指数级下降。半导体激光技术的这些令人难以置信的进步使直接二极管激光器(DDLs)的发展成为可能,包括产生多千瓦输出功率的高功率直接二极管激光器(HPDDLs)。激光光束质量的显著改善使用户能够将光线聚焦到一个小点上,这表明ddl是一种快速发展的金属、塑料和复合材料加工工具。因此,ddl和hpddl正在成为全球工业制造的主要趋势松下(日本)收购HPDDL制造商TeraDiode(美国),以增强其在激光材料加工市场的地位。一个特别重要的趋势是用于焊接和3D打印铜等应用的蓝色二极管激光器的发展,关键公司Laserline(德国)将于2019年推出一款1千瓦的产品。在处理铜等传统红外辐射吸收能力较差的金属时,蓝色激光速度更快、效率更高。今天,DDL的主要参与者正在展示二极管激光器的新应用,这在十年前被批评人士认为是不可能的,同时与汽车制造商合作大众汽车(德国)优化激光加工参数。
激光二极管在光学传感市场的广泛应用也正在改变汽车和电子行业。用于传感的半导体激光器是由跨国公司制造的索尼(日本)、激光行业的关键企业,如美国II-VI公司,以及拥有机器视觉专业知识的CNI(中国)等较小的公司。下图显示了一些受益于用于3D传感和成像的激光二极管技术的例子。2019年的一个关键趋势是垂直腔面发射激光(VCSEL)技术的兴起,用于智能手机的面部识别等应用。VCSELs是一种激光二极管,与Fabry - Perot激光二极管等产品相比,它具有优越的光束特性、热稳定性和器件可扩展性。像II-VI(“2-6”)这样的公司正在投资快速增长他们的VCSEL生产能力,并提高他们在VCSEL市场的地位。2018年11月,II-VI宣布计划收购VCSEL专家Finisar(美国)。
受益于激光二极管技术的3D传感和成像行业的例子。来源:族化合物结合
另一种快速发展的激光技术是激光雷达,它最初是光探测和测距(lidar)的首字母缩写。在2018年,宝马i Ventures -宝马风险投资基金-投资激光雷达启动Blackmore(美国)。布莱克莫尔的创新激光雷达传感器用于自动驾驶汽车使用频率与传统的激光雷达系统采用脉冲光和机械扫描不同的是,激光雷达系统采用的是固态扫描方法。FMCW激光雷达将光通信硬件和雷达信号处理方法相结合,提供目标距离和速度的准确信息。自动驾驶汽车行业对汽车激光雷达和车内监控技术的采用是支持激光二极管市场增长的重要趋势。
据预测,到2029年,激光二极管和直接二极管激光器的全球市场规模将达到139.85亿美元亚博体育其中,激光二极管占119.52亿美元,直接二极管激光器占20.33亿美元。值得注意的是,在2019-2029年期间,光学传感细分市场将增长一个数量级。
在最近一份题为激光二极管和直接二极管激光器2019-2029:技术,市场和预测ID亚博体育TechEx的分析师Nilushi Wijeyasinghe博士探讨了激光二极管技术的进步如何影响上述细分市场的增长。该报告重点关注材料加工、光学传感和光泵浦,揭示了半导体激光技术是如何支撑不同行业的创新和业务增长的多种工具。她利用自己在激光物理和半导体物理研究方面的背景来解释新的技术概念,通过案例研究突出了最近的进展。该报告评估了与激光技术采用相关的优势和挑战,以提供一个平衡的市场机会展望。市场预测是基于对主要和次要数据的广泛分析,结合对市场驱动因素、限制因素和主要参与者活动的仔细考虑。Nilushi Wijeyasinghe博士将在光子学技术趋势大师班2019年4月12日亚博体育IDTechEx显示!德国柏林埃斯特雷尔会议中心。
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