Entwicklung und Marktstatus von abstimmbaren Lasern Teil eins

Entwicklung und Marktstatus von abstimmbaren Lasern (Teil eins)

Im Gegensatz zu vielen anderen Lasertypen ermöglichen abstimmbare Laser die Anpassung der Ausgangswellenlänge an die jeweilige Anwendung. Früher arbeiteten abstimmbare Festkörperlaser im Allgemeinen effizient bei Wellenlängen um 800 Nanometer und wurden hauptsächlich für wissenschaftliche Forschungszwecke eingesetzt. Typischerweise arbeiten abstimmbare Laser kontinuierlich mit einer geringen Emissionsbandbreite. In diesem Lasersystem ist ein Lyot-Filter in den Laserresonator geschaltet, der zur Abstimmung des Lasers rotiert. Weitere Komponenten sind ein Beugungsgitter, ein Standardlineal und ein Prisma.

Laut dem Marktforschungsunternehmen DataBridgeMarketResearchabstimmbarer LaserDer Markt wird voraussichtlich im Zeitraum 2021–2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 8,9 % wachsen und bis 2028 ein Volumen von 16,686 Milliarden US-Dollar erreichen. Inmitten der Coronavirus-Pandemie steigt die Nachfrage nach technologischen Entwicklungen in diesem Marktsegment im Gesundheitssektor, und Regierungen investieren massiv, um den technologischen Fortschritt in dieser Branche zu fördern. Vor diesem Hintergrund wurden verschiedene medizinische Geräte und abstimmbare Laser mit hohen Leistungsstandards verbessert, was das Wachstum des Marktes für abstimmbare Laser weiter ankurbelt.

Andererseits stellt die Komplexität der abstimmbaren Lasertechnologie selbst ein großes Hindernis für die Entwicklung des Marktes für abstimmbare Laser dar. Neben den Fortschritten bei abstimmbaren Lasern eröffnen neue, fortschrittliche Technologien verschiedener Marktteilnehmer neue Wachstumschancen für diesen Markt.

Marktsegmentierung nach Art

Abhängig vom Typ des abstimmbaren Lasers, der abstimmbareLaserDer Markt wurde in Festkörperlaser, Gaslaser, Faserlaser, Flüssigkeitslaser, Freie-Elektronen-Laser (FEL), Nanosekunden-Puls-OPO usw. unterteilt. Im Jahr 2021 haben Festkörperlaser mit ihren umfassenderen Vorteilen im Lasersystemdesign die Spitzenposition im Marktanteil eingenommen.
Auf technologischer Basis wird der Markt für abstimmbare Laser weiter unterteilt in externe Diodenlaser, Distributed-Bragg-Reflektor-Laser (DBR) und Distributed-Feedback-Laser (DFB-Laser), oberflächenemittierende Laser mit vertikalem Resonator (VCSELs), mikroelektromechanische Systeme (MEMS) usw. Im Jahr 2021 hatten Diodenlaser mit externem Resonator den größten Marktanteil. Sie bieten trotz der geringen Abstimmgeschwindigkeit, die mehrere zehn Millisekunden zum Ändern der Wellenlänge benötigen kann, einen großen Abstimmbereich (größer als 40 nm) und eignen sich daher besser für den Einsatz in optischen Test- und Messgeräten.
Der Markt für abstimmbare Laser lässt sich nach Wellenlänge in drei Bereiche unterteilen: < 1000 nm, 1000–1500 nm und > 1500 nm. Im Jahr 2021 konnte das Segment 1000–1500 nm seinen Marktanteil aufgrund seiner überlegenen Quanteneffizienz und hohen Faserkopplungseffizienz ausbauen.
Basierend auf den Anwendungsbereichen lässt sich der Markt für abstimmbare Laser in Mikrobearbeitung, Bohren, Schneiden, Schweißen, Gravieren, Markieren, Kommunikation und weitere Bereiche unterteilen. Im Jahr 2021, mit dem Wachstum der optischen Kommunikation, in der abstimmbare Laser eine wichtige Rolle im Wellenlängenmanagement, der Verbesserung der Netzwerkeffizienz und der Entwicklung optischer Netze der nächsten Generation spielen, belegte das Kommunikationssegment hinsichtlich des Marktanteils den Spitzenplatz.
Gemäß der Aufteilung der Vertriebskanäle lässt sich der Markt für abstimmbare Laser in Erstausrüster (OEM) und Ersatzteilmarkt unterteilen. Im Jahr 2021 dominierte das OEM-Segment den Markt, da der Kauf von Lasergeräten von OEMs in der Regel kostengünstiger ist und die höchste Qualitätssicherung bietet. Dies ist der Hauptgrund für den Kauf von Produkten über den OEM-Kanal.
Der Markt für abstimmbare Laser lässt sich, je nach Bedarf der Endnutzer, in die Segmente Elektronik und Halbleiter, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Kommunikations- und Netzwerktechnik, Medizintechnik, Fertigung, Verpackung und weitere Branchen unterteilen. Im Jahr 2021 entfiel der größte Marktanteil auf das Segment Telekommunikation und Netzwerktechnik, da abstimmbare Laser die Intelligenz, Funktionalität und Effizienz von Netzwerken verbessern.
Darüber hinaus analysierte ein Bericht von InsightPartners, dass der Einsatz von abstimmbaren Lasern im Fertigungs- und Industriesektor hauptsächlich durch die zunehmende Nutzung optischer Technologien in der Massenproduktion von Konsumgeräten vorangetrieben wird. Mit dem Wachstum von Anwendungen in der Unterhaltungselektronik wie Mikrosensorik, Flachbildschirmen und LiDAR steigt auch der Bedarf an abstimmbaren Lasern in der Halbleiter- und Materialbearbeitung.
InsightPartners stellt fest, dass das Marktwachstum abstimmbarer Laser auch industrielle Anwendungen der Fasersensorik beeinflusst, wie beispielsweise die verteilte Dehnungs- und Temperaturmessung sowie die verteilte Formvermessung. Die Zustandsüberwachung von Flugzeugen, Windkraftanlagen und Generatoren hat sich in diesem Bereich zu einem stark wachsenden Anwendungsgebiet entwickelt. Darüber hinaus hat der vermehrte Einsatz holografischer Optiken in Augmented-Reality-Displays (AR) den Marktanteil abstimmbarer Laser weiter ausgebaut – ein Trend, der Beachtung verdient. Das europäische Unternehmen TOPTICAPhotonics entwickelt beispielsweise UV/RGB-Hochleistungs-Einzelfrequenz-Diodenlaser für die Fotolithografie, optische Prüf- und Inspektionstechnik sowie die Holografie.

Marktregionale Aufteilung

Die Asien-Pazifik-Region ist ein bedeutender Abnehmer und Hersteller von Lasern, insbesondere von abstimmbaren Lasern. Abstimmbare Laser basieren zum einen stark auf Halbleitern und elektronischen Bauteilen (Festkörperlasern usw.), und die für die Herstellung von Laserlösungen benötigten Rohstoffe sind in mehreren wichtigen Ländern wie China, Südkorea, Taiwan und Japan reichlich vorhanden. Darüber hinaus treibt die Zusammenarbeit der in der Region tätigen Unternehmen das Marktwachstum weiter an. Aufgrund dieser Faktoren wird erwartet, dass die Asien-Pazifik-Region für viele Unternehmen, die abstimmbare Laserprodukte in anderen Teilen der Welt herstellen, eine wichtige Importquelle sein wird.