2019年ファイバーレーザー産業の現状

2019年ファイバーレーザー産業の現状 - ソビエト連邦で始まり、中国で繁栄

これは業界の話ですが、簡単な科学常識について話させてください。

レーザーは20世紀の主要な技術的発明の1つであり、英語の名前は "レーザー"で、1964年にはQian Xuesenが中国の名前 "レーザー"を提案しました。 レーザーの「誘導放射線」の科学的原理は、1917年にアインシュタインによって提案されました。実際、それは非常に単純で、高校の物理学の知識を理解することができます。

アインシュタインは、周波数V =（E2-E1）/ hの光子が入射すると（hはプランク定数）、高エネルギーレベルE2の粒子がある確率で急速にエネルギーレベルE2から遷移することを指摘した。 エネルギー準位Ｅ１に対して、同じ外部光子周波数、位相、偏光状態および伝播方向を有する光子を同時に放射することは、誘導放射と呼ばれる。



それがすごいことを見て？ 1つの光子が他の光子に変わり、2つの光子が枯渇しますか？そう、2人は他の粒子を見つけに行き、4人になった。このプロセスは核爆発連鎖反応のようなもので、光子の数が急激に増加します。これは元の光信号が増幅されるのと同じです。 「レーザー」は実際には誘導放出による光増幅の略語です。

これはアインシュタインによって提案されたノーベル賞のレベルのもう一つの理論的な結果です、しかしレーザーが作られたのは彼の死から5年後の1960年までではありませんでした。それはなぜそんなに長いのですか？アインシュタインの論文で提案された「誘導吸収」のためです。光子はE1準位の粒子に衝突し、それをE2準位に変え、そして消滅する。いわゆる連鎖反応はなくなりました。

一般に、材料は刺激された放射よりも多くの粒子を吸収するように刺激され（高エネルギーレベルＥ２よりも低いエネルギーレベルＥ１）、そのため光通過強度は増幅されないが減少する。レーザーを生成するための重要な条件は、低レベルの粒子よりも高レベルの粒子が多い「逆数の粒子」です。しかし、これはそれほど難しいことではありません。 1930年代を振り返ってみると、物理学者はそれを実現する能力を持っています。

1960年にアメリカがレーザーを製造してから1年後、中国はすぐに1961年に中国の最初のレーザーを製造するために学者王Dazhaoを導いた（Wang Laoは2011年に死去し、100人の改革の先駆者の一人として選ばれた）。科学者が光学の理論と技術を統合せず、それを行うことを期待しなかったのは1930年代だけでした。他にもたくさんの大きな発見がありました。これはレーザーの発明プロセスを幾分奇妙にしました、そして、「レーザー」が作られる前に「メーザー」（マイクロ波増幅器）が最初に作られました。

米国のコロンビア大学の物理学者、チャールズタウンは第二次世界大戦でレーダーを受けました。戦後、アメリカ海軍は強力な軍隊を作りたかったので、タウンズがその任務を引き継ぎました。 1954年、TownsはやっとMaserを作ったが、マイクロ波は増幅されたが、それはレーザーの発明の準備ができた。 1958年に、Townsと彼の同僚であり義理の兄弟Arthur Shooloは、トワイライト電球が発した光が希土類結晶の上にあり、結晶が常に収束する明るいグレアを発することを発見しました。

1960年、アメリカのヒューズ研究所のMehmanは、ルビーを刺激するために高強度フラッシュチューブを使用して、世界初のレーザーを製造しました。ここで重要なのは「光共振空胴」を持つことです。結晶を一度に通過する光の倍率はそれほど高くはありませんが、両端にミラーを取り付けてからズームインおよびズームアウトすると、驚くべきことになります。ミラーは銀メッキが少なく、光の一部が漏れています。それはおなじみの一方向レーザーです。 Xiao Luoの貢献は、この光学研究者の身近な方法をレーザーの分野に紹介することです。 1964年に町は1964年のノーベル物理学賞を、そしてXiao Luoは1981年にノーベル物理学賞を受賞しました。1964年には数が足りなかったのかもしれません。

1964年に、レーザーと町がノーベル賞を受賞したので、彼らは2人のソビエト物理学者、ニコラ・バソフとアレキサンダー・プロホロフでした。ソビエト物理学者もその年に非常に強力だった、そしてBasovによって提案された半導体レーザーは後の人工物を開発した：ファイバーレーザー。

1955年、Basov、Prokhorov、Townsのチームと同様に、アンモニア分子ビームマイクロ波励起装置「Maser」が誕生し、その後レーザーは当然のことと考えられていました。 Bassoffの貢献は、1958年に半導体を使ってレーザーを作るというアイデアを提案した論文（半導体における「粒子数反転」の理論）を発表したことです。 1961年に、「キャリア注入」PN接合が発表されました。この記事は1963年にPN接合半導体レーザーを製造しました（アメリカ人は最初に彼の提案した原理に従ってそれを作りました）。

半導体レーザーは、教科書に載っているルビーレーザーほど有名ではありませんが、専門家は半導体レーザーの理論的意義を明確に理解しており、その可能性はさらに大きいので、2つのUSソビエトに3試合のノーベル賞が授与されました。


半導体レーザーの利点は非常にたくさんあります：電子は直接光子になり、電気光学変換効率は他のタイプのレーザーよりもはるかに高い50％までです。耐用年数は10万時間以上で、他のタイプよりはるかに長いです。半導体も出力を変調することができます他のタイプはすることができません。小型、軽量、そして高いコストパフォーマンス。半導体はルビーなどの材料よりも安価です。

実際、インドのベトナム人はこれらの機械を見ます、そして、彼らは本当にそれについて考えたいです。それらのほとんどはそれを行う方法を知っている中国人のようになります。彼らは、このようなことは難しいことではないと考えています。しかしインドのベトナム人はこれらの機械に行きません、それは不利です。中国人自身の利益率は10％です。インドとベトナムは現地で生産する必要があり、支援施設はありません。最も単純な金でさえも必ずしも利用可能ではありません。そしてコスト削減は十分でなければなりません。インドとベトナムはそれ自体で条件を作り出していない、そしてそれは中国の会社を見つけることが最も費用対効果が高い。

たとえ政府がそのような産業に助成金を支給したとしても、継続することができるためには一定の利益率がなければなりません、そうでなければ長期の助成金は方法ではありません。したがって、単純で簡単なように思えますが、それはしません。

実際、中国の低コスト環境に工場を開設するもう1つの方法があります。それはコストです。例えば、光波の会社（光波と名付けられた）、合衆国の前の生産ラインは、後で低電力生産ラインを深センに移しました。この会社は、研究開発上の優位性があることを意味するのではありません。つまり、シンセンへの製造コストが低く、国際競争力が強化されています。上司は中国系アメリカ人なので、コスト削減は理解できます。中国への技術的貢献がないため、なぜ「コスト」と呼ばれるのですか。それでも、アメリカの会社と中国の会社の間でスタイルの違いを見ることができます。

米国のハイテク企業の理解によると、顧客は会社が提供する技術製品を尊重する必要があります。業界はテクノロジー主導であり、顧客は心配することはできず、テクノロジー企業がますます強力な製品を製造するのを待たなければならず、そして売上は技術スタッフに求められます。研究開発、仕事のペースが遅い、仕事時間外に人を見つけることができません。しかし、中国企業はそれぞれ異なる理解をしています。ハイテク産業ですが、ファイバーレーザーは本物のハイテク製品であると考えられていますが、それらは販売会社になりました。顧客は需要があり、売り上げは追いかけられ、技術者は現場のトラブルシューティングのために顧客のところへ行かなければなりません。セールスが最も重要であり、テクノロジはセールスタスクの影響を受けます。 Lightwaveのようなアメリカの会社はコストを削減すると言っていますが、リズムはまだ良くなく、時々注文が出ているが在庫切れになっています。

IPGがコスト削減のために工場を開設するために中国に来ないのはなぜですか？その事業の半分は中国にあり、中国市場はそれを現実のものにしました。中国に生産工場を開設するのは普通のことです。

しかし、私は本当にあえてしませんでした。コテージになる危険性は耐えられないので、私は北京に営業技術サポート会社を設立しました。 IPGには、2000ワットを超える市場シェアを持つ高出力機器など、いくつかの技術的な利点もあります。しかし、これはもっと保険があると言うことはできません。 Ruikeのような会社はすでに高電力機器を製造しており、10,000ワットがすでにありますが、それらはまだ不安定です。できないと言うのは本質的な困難ではありません。 IPGの株価は急落した。

IPGが直面している市場では、産業用レーザ機器が従来の加工機器に代わるものとなり、ファイバレーザが従来のレーザに代わるものとなっています。 しかし、中国企業はすでに低電力市場を占領しており、コストは理解されていません。 旧ソ連から引き継がれた半導体レーザー技術は、ファイバーレーザーへと発展しました。なぜなら、中国の大きな需要とコスト削減が繁栄したからです。 この市場が今後どうなるかは誰にもわかりません。