半導體激光器的未來(lái)在哪里？

　　中國激光產(chǎn)業(yè)在地域分布上呈現出很強的聚集性，以深圳為代表的珠三角區域主要以中、小功率激光加工設備為主，而以武漢光谷為代表的華中區域則在產(chǎn)品線(xiàn)上更為全面，覆蓋了大、中、小功率設備。除去這兩個(gè)最為大型的產(chǎn)業(yè)聚集區域，長(cháng)三角、環(huán)渤海地區，以及新興的東北工業(yè)區都形成了較為完整的激光產(chǎn)業(yè)帶。

　　產(chǎn)業(yè)升級激光加工設備需求更大

　　隨著(zhù)制造業(yè)向高端化、智能化的轉型升級，激光設備加工應用市場(chǎng)隨之不斷擴增。摩爾定律創(chuàng )始人之一摩爾曾在1965年作出預言：半導體將會(huì )得到高速發(fā)展，電子學(xué)會(huì )隨之獲得廣泛的普及，滲透到寬廣的應用領(lǐng)域中。從半個(gè)世紀之后再往回看，這一預言早已得到了完美印證。雖然光纖激光器優(yōu)勢市場(chǎng)潛力很大，不過(guò)，目前市場(chǎng)上應用最多的還是半導體激光器。

　　半導體激光器俗稱(chēng)為激光二極管，因為其用半導體材料作為工作物質(zhì)的特性，所以被稱(chēng)為半導體激光器。半導體激光器通常采用的工作物質(zhì)有砷化鎵、硫化鎘、磷化銦等，可以作為光纖激光器和固體激光器的泵浦源，也可以直接輸出激光作為光源。

　　半導體激光器發(fā)展始于上世紀60年代，如今已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的推廣應用。憑借結構緊湊、光束質(zhì)量好、壽命長(cháng)及性能穩定等優(yōu)點(diǎn)，在通訊、材料加工制造、軍事、醫療等領(lǐng)域大展拳腳。正是因為激光設備應用領(lǐng)域很廣，涉及行業(yè)眾多，所以半導體激光器的市場(chǎng)規模很大。據OFweek行業(yè)研究的數據顯示，半導體激光器在2017年的市場(chǎng)規模高達53.1億美元，同比增長(cháng)率高達15%，占據了激光器整體市場(chǎng)份額的四成，是絕對的主導地位。

　　2012-2017年全球半導體激光器市場(chǎng)規模及增長(cháng)率(單位：億美元)

　　技術(shù)發(fā)展 應用領(lǐng)域延伸

　　隨著(zhù)半導體技術(shù)的不斷深入發(fā)展，市場(chǎng)需求不斷轉向。半導體激光器應用領(lǐng)域也不斷發(fā)生變化。從最初的小功率設備，發(fā)展到目前的大功率設備，半導體激光器也從一些輕型加工領(lǐng)域向重型加工領(lǐng)域轉移。

　　早在20世紀80年代的時(shí)候，半導體激光器還只是應用在光存儲和一些小眾應用。當時(shí)，光存儲是半導體激光器行業(yè)的第一個(gè)大型應用。半導體激光器技術(shù)的不斷創(chuàng )新，推動(dòng)了注入數字多功能光盤(pán)(DVD)和藍光光盤(pán)(BD)等光存儲技術(shù)的發(fā)展。到了20世紀90年代，光網(wǎng)絡(luò )成為了半導體激光器的主戰場(chǎng)。再到后來(lái)的20世紀90年代，半導體激光器又成為通信網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵加工制造設備。

　　目前，半導體激光器最大的應用之處是作為光纖激光器和固體激光器的泵浦源。半導體激光器作為光纖激光器泵源的時(shí)候，通過(guò)提高單元功率能夠從根本上簡(jiǎn)化泵浦系統的結構，和提高泵浦功率水平。隨著(zhù)光纖激光器和固體激光器對輸出功率要求越來(lái)越高，對半導體泵浦源的功率也提出了更高的要求。

　　由于光束質(zhì)量的限制，傳統半導體激光器難以直接用于金屬切割。近年來(lái)，隨著(zhù)半導體耦合技術(shù)的提高，以及新型合束技術(shù)的逐漸成熟，部分千瓦級以上的光纖輸出的半導體激光器，也可以滿(mǎn)足切割對光束質(zhì)量的要求。另外，由于半導體激光器波長(cháng)的多樣性，短波長(cháng)的半導體激光器的波長(cháng)十分接近鋁的波長(cháng)吸收最大值。因此，在汽車(chē)工業(yè)中，大功率半導體激光非常適用于鋁材汽車(chē)車(chē)身的焊接。目前，激光輸出功率為2KW到6KW之間的半導體激光器，在汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中已得到了廣泛應用。

　　在材料直接加工領(lǐng)域，半導體激光器光束質(zhì)量難以超越光纖激光器。但是在薄板焊接、切割應用方面，半導體激光器卻很適用。高功率半導體激光器的發(fā)展使得許多重要的應用成為可能。這些激光器已經(jīng)取代了許多傳統技術(shù)，并且為我們帶來(lái)了許多新的產(chǎn)品。

　　總結：總體來(lái)說(shuō)，由于技術(shù)不斷發(fā)展，導致半導體激光器的應用領(lǐng)域不斷在改變，這些改變目前仍在發(fā)生?？傮w而言，半導體激光器正向發(fā)射波長(cháng)更短、發(fā)射功率更大的方向發(fā)展，以適應當前的市場(chǎng)需求。