L'effondrement mondial des communications il y a cinq ans a provoqué la naissance d'une nouvelle génération de lasers industriels, les lasers à fibre.
Les "lasers à fibre" sont plus simples et plus petits que les lasers à solide ou à gaz conventionnels. Tout comme les wafers à base de silicium ont remplacé les tubes, les lasers à fibre entament une révolution industrielle dans le domaine des lasers.
La société américaine IPG Photonics est le leader dans le domaine de la fibre optique et ses ventes actuelles de produits représentent 75% des ventes mondiales. SPI Laser, un institut de recherche basé au Royaume-Uni, a également commencé la production de lasers à fibre. Les deux sociétés sont passées de la production de produits de communication optique aux lasers industriels après l'effondrement du marché des communications en 2000.
Les informations de communication sont transmises sous forme d'impulsions optiques dans la fibre optique. Lorsqu'une certaine composition chimique est incorporée dans une fibre optique, elle peut remplacer de nombreux matériaux conventionnels, par exemple, en utilisant une pluralité de pierres ou de gaz comme milieu de gain.
Dès les années 1960, le concept du laser à fibre a été proposé. Ce n'est que dans les années 1990 qu'IPG a développé un prototype pratique. L'effondrement du marché des communications en 2000 a été le principal moteur du développement des lasers à fibre.
M. Roy Taylor, professeur à l'Imperial College de Londres, a déclaré: "En raison de l'effondrement du marché des communications, IPG a perdu 60% de ses activités du jour au lendemain. IPG n'a pas vraiment commencé à vendre en masse des produits laser à fibre en 2003".
La situation avec SPI est encore pire. David Parker, PDG de SPI, a déclaré: "En 2003, nous avons été confrontés à une décision importante de fermer l'entreprise ou de pénétrer un tout nouveau marché qui ne nous était pas familier." SPI a fait un choix judicieux et s'est lancé dans le domaine des lasers à fibre.
Selon les experts du magazine professionnel Laser Focus World, les ventes de lasers industriels dans le monde devraient passer de 2,2 milliards de dollars cette année à 2,9 milliards de dollars en 2009. La proportion de lasers à fibre passera de 5% à 30% actuellement, et les ventes passer de 110 millions de dollars à 900 millions de dollars. La plupart des lasers à fibre ne sont pas vendus directement aux utilisateurs finaux, mais sont vendus aux intégrateurs de systèmes laser.
Les lasers à fibre remplacent les lasers industriels traditionnels dans tous les principaux domaines. De la découpe fine de circuits microélectroniques au soudage de carrosserie automobile haute puissance, du marquage de codes à barres sur des produits courants au rajeunissement de la beauté pour éliminer les traces de vieillissement. Un composant complexe et discret d'un laser solide ou à gaz conventionnel est remplacé par un amas de fibres doux et élancé qui rend le laser compact, simple, facile à fabriquer et sans entretien.
Les produits SPI sont concentrés dans la gamme de faible puissance, et IPG augmente la puissance de sortie du laser d'un facteur de milliers. L'expert en laser de l'Université de Cambridge, Bill O'Neill, a déclaré: «Au cours des cinq prochaines années, la puissance de sortie des lasers à fibre passera à 400 000 watts.»
Le chercheur de l’Imperial College, Sergei Popov (qui travaille en même temps pour IPG) a expliqué: "Vous pouvez agréger le laser de nombreux lasers à fibres en une seule fibre, ce qui donne une puissance totale très élevée, ce qui revient à connecter plusieurs ordinateurs. améliorer la puissance de calcul. "
Cette fonctionnalité le rend applicable à de nombreux domaines où les lasers traditionnels ne sont pas disponibles. Par exemple, dans l'industrie pétrolière et gazière, des dizaines de milliers de watts de puissance laser peuvent être transmis sur plusieurs kilomètres de fibre. Le Dr Popov a déclaré: «De cette façon, vous pouvez construire des oléoducs et des gazoducs dans des régions éloignées plus rapidement, comme la construction de pipelines en Alaska. En utilisant la maniabilité du véhicule et la haute efficacité des lasers à fibre, le nombre de postes de soudage peut être réduit de 75%. Les futures applications potentielles comprennent le nettoyage des installations nucléaires, la maintenance et la fabrication aérospatiale.
Le professeur O'Neill prévoit que les utilisateurs de laser pourront à l'avenir fournir de l'énergie à partir d'un laser à fibre centrale en construisant un «réseau d'énergie laser» dans l'usine. Divers équipements industriels (pour la découpe, le soudage, le traitement thermique, le marquage, l'inspection, le nettoyage, etc.) n'ont pas besoin d'avoir une source laser séparée, tout comme l'utilisation d'un outil électrique, l'interface de la fiche peut être utilisée librement. "Nous pouvons même imaginer un scénario où un réseau laser à fibre optique sera construit sur le campus."
Le professeur O'Neill a également travaillé dans deux entreprises. Il a dit qu'IPG est légèrement différent de la technologie de base de SPI, mais ils ont tous une base solide. Ils contrôlent de nombreux droits de propriété intellectuelle de base pour la fabrication de lasers à fibre. Valentin Gapontsev, fondateur et actuel PDG d'IPG, ne s'inquiète pas des violations de la propriété intellectuelle. Il a souligné: "Les brevets ne nous protègent jamais; travailler plus dur et rester en tête est la meilleure protection pour nous."
