Der weltweite Zusammenbruch der Kommunikation vor fünf Jahren führte zur Geburt einer neuen Generation von Industrielasern, Faserlasern.
"Faserlaser" sind einfacher und kleiner als herkömmliche Fest- oder Gaslaser. So wie Wafer auf Siliziumbasis Röhrenprodukte ersetzten, lösen Faserlaser eine industrielle Revolution im Laserbereich aus.
Die US IPG Photonics Company ist führend im Bereich Glasfaser und macht derzeit 75% des weltweiten Umsatzes mit ihren aktuellen Produktverkäufen aus. SPI Laser, ein in Großbritannien ansässiges Forschungsinstitut, begann ebenfalls mit der Produktion von Faserlasern. Beide Unternehmen wechselten nach dem Zusammenbruch des Kommunikationsmarktes im Jahr 2000 von der Produktion optischer Kommunikationsprodukte zu Industrielasern.
Die Kommunikationsinformationen werden in Form von optischen Impulsen in der optischen Faser übertragen. Wenn eine bestimmte chemische Zusammensetzung in eine optische Faser eingearbeitet wird, kann sie viele herkömmliche Materialien ersetzen, beispielsweise unter Verwendung einer Vielzahl von Steinen oder Gasen als Verstärkungsmedium.
Bereits in den 1960er Jahren wurde das Konzept des Faserlasers vorgeschlagen. Erst in den 1990er Jahren entwickelte IPG einen praktischen Prototyp. Der Zusammenbruch des Kommunikationsmarktes im Jahr 2000 war die Hauptantriebskraft für die Entwicklung von Faserlasern.
Roy Taylor, Professor am Imperial College London, sagte: "Aufgrund des Zusammenbruchs des Kommunikationsmarktes verlor IPG über Nacht 60% seines Geschäfts. IPG begann 2003 nicht wirklich mit dem Massenverkauf von Faserlaserprodukten."
Die Situation mit SPI ist noch schlimmer. David Parker, CEO von SPI, sagte: "2003 standen wir vor einer wichtigen Entscheidung, das Unternehmen zu schließen oder in einen völlig neuen Markt einzutreten, der völlig unbekannt war." SPI traf eine kluge Wahl und stieg in den Bereich der Faserlaser ein.
Laut Experten des Fachmagazins Laser Focus World wird der Umsatz mit Industrielasern weltweit voraussichtlich von 2,2 Mrd. USD in diesem Jahr auf 2,9 Mrd. USD im Jahr 2009 steigen. Der Anteil der Faserlaser wird von derzeit 5% auf 30% steigen, und der Umsatz wird steigen steigen von 110 Mio. USD auf 900 Mio. USD. Die meisten Faserlaser werden nicht direkt an Endbenutzer verkauft, sondern an Lasersystemintegratoren.
Faserlaser ersetzen traditionelle Industrielaser in allen wichtigen Bereichen. Vom Feinschneiden mikroelektronischer Schaltkreise bis zum Hochleistungsschweißen von Karosserien, von der Strichcode-Kennzeichnung auf gängigen Waren bis zur Schönheitsverjüngung, um Altersspuren zu entfernen. Eine komplexe, diskrete Komponente eines herkömmlichen Fest- oder Gaslasers wird durch eine weiche, schlanke Fasergruppe ersetzt, die den Laser kompakt, einfach, leicht herzustellen und wartungsfrei macht.
Die Produkte von SPI konzentrieren sich auf den niedrigen Leistungsbereich, und IPG erhöht die Ausgangsleistung des Lasers um den Faktor Tausende. Der Laserexperte der Universität Cambridge, Bill O'Neill, sagte: „In den nächsten fünf Jahren wird die Ausgangsleistung von Faserlasern auf 400.000 Watt erhöht.“
Der Forscher des Imperial College, Sergei Popov (der gleichzeitig für IPG arbeitet), erklärte: "Sie können den Laser aus vielen Faserlasern zu einer Faser zusammenfassen, was zu einer sehr hohen Gesamtleistung führt, die dem Anschließen vieler Computer ähnelt Rechenleistung verbessern. "
Diese Funktion macht es für viele Bereiche anwendbar, in denen herkömmliche Laser nicht verfügbar sind. In der Öl- und Gasindustrie können beispielsweise Zehntausende Watt Laserleistung über mehrere Kilometer Faser übertragen werden. Dr. Popov sagte: „Auf diese Weise können Sie Öl- und Gaspipelines in abgelegenen Gebieten schneller bauen, beispielsweise beim Bau von Alaska-Pipelines. Durch die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs und den hohen Wirkungsgrad von Faserlasern kann die Anzahl der Schweißstationen um 75% reduziert werden. Mögliche zukünftige Anwendungen umfassen die Reinigung von Kernkraftwerken, die Wartung und die Herstellung von Luft- und Raumfahrt.
Professor O'Neill prognostiziert, dass Lasernutzer in Zukunft Energie aus einem zentralen Faserlaser liefern können, indem sie in der Anlage ein „Laserenergienetzwerk“ aufbauen. Verschiedene Industrieanlagen (zum Schneiden, Schweißen, Wärmebehandeln, Markieren, Prüfen, Reinigen usw.) benötigen keine separate Laserquelle, genau wie bei Verwendung eines Elektrowerkzeugs kann die Steckerschnittstelle frei verwendet werden. "Wir können uns sogar ein Szenario vorstellen, in dem auf dem Campus ein Faserlasernetzwerk aufgebaut wird."
Professor O'Neill arbeitete auch in zwei Unternehmen. Er sagte, dass IPG sich geringfügig von der Kerntechnologie von SPI unterscheidet, aber alle eine starke Grundlage haben. Sie kontrollieren viele grundlegende Rechte an geistigem Eigentum für die Herstellung von Faserlasern. Valentin Gapontsev, der Gründer und derzeitige CEO von IPG, ist nicht besorgt über Verstöße gegen das geistige Eigentum. Er wies darauf hin: "Patente schützen uns nie; härter arbeiten und vorne bleiben ist der beste Schutz für uns."
