一文讀懂光纖激光器的前世今生

　　近年來(lái)，隨著(zhù)工業(yè)領(lǐng)域向高端化、智能化方向發(fā)展速度的不斷加快，光纖激光器的優(yōu)勢逐漸凸顯出來(lái)，市場(chǎng)滲透率也隨之不斷走高。目前，光纖激光器在工業(yè)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額已經(jīng)超過(guò)五成，是該領(lǐng)域的絕對王者。根據OFweek研究中心數據顯示，全球工業(yè)激光器收入已經(jīng)從2012年的23.4美元增加至2017年的46.8億美元，市場(chǎng)規模已翻了一倍。

　　2012-2017年全球激工業(yè)光器市場(chǎng)份規模及增速(單位：億美元)

　　光纖激光器優(yōu)勢凸顯，應用領(lǐng)域廣泛

　　激光設備在智能裝備制造環(huán)節中必不可少，也是中國制造走向高端化、智能化的關(guān)鍵角色之一。相較于傳統的加工設備，激光設備加工能力更強，精度更高，加工效率也提升了許多。

　　目前來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)上常見(jiàn)的激光器有CO2激光器(氣體激光器)、YAG激光器(固體)、光纖激光器、半導體激光器等等。由于它們工作特性各不相同，各自應用領(lǐng)域也存在不小的差異。比如CO2激光器比較適合用在天然材料加工上，像皮革、塑料等硬度相對不強的材料，此外，CO2激光器在醫療方面的使用也很廣泛。不過(guò)由于其存在體積大、結構復雜、維護困難等方面的問(wèn)題，在部分領(lǐng)域的應用逐漸被綜合特性更好的光纖激光器所取代。

　　幾種激光器主要性能參數表

　　通過(guò)上述數據對比，我們可以看出光纖激光器在加工性能、冷卻方式、加工材料各個(gè)方面的優(yōu)勢都很貼合實(shí)際加工需求。

　　光纖激光器被譽(yù)為第三代激光器，其應用范圍非常廣泛。包括激光光纖通訊、激光空間遠距離通訊、航空航天、工業(yè)造船、汽車(chē)制造、激光雕刻、激光打標、激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接(銅焊、淬水、包層以及深度焊接)、軍事國防安全、醫療器械儀器設備、大型基礎建設，以及作為其他激光器的泵浦源等等。

　　光纖激光器能夠在如此廣泛領(lǐng)域被接受，主要得益于其在許多方面擁有的優(yōu)勢，比如結構緊湊、光電轉換效率高、可靠性強，光束質(zhì)量好等等。隨著(zhù)相關(guān)需求的不斷增長(cháng)，光纖激光器在高功率市場(chǎng)中競爭優(yōu)勢日益凸顯。

　　國內外廠(chǎng)家共同博弈國內市場(chǎng)

　　激光技術(shù)起源于20世紀60年代，是20 世紀里與原子能、半導體、計算機齊名的新四大發(fā)明之一。從科學(xué)理論的發(fā)現到實(shí)際應用需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程，上世紀由愛(ài)因斯坦最早提出光子假說(shuō)并解釋了光電效應理論，后來(lái)他又提出了受激輻射理論，從而奠定了激光技術(shù)的理論基礎?？上У氖?，直到西奧多·梅曼于1960年7月8日發(fā)明出世界上第一臺紅寶石激光器時(shí)，愛(ài)因斯坦已經(jīng)過(guò)世了5年。

　　光纖激光器即是用光纖作為泵浦介質(zhì)的激光器，世界上第一臺玻璃激光器就是光纖激光器。不過(guò)很少人知道的是，就在西奧多·梅曼成功制造紅寶石激光器僅1年后，中國科學(xué)院長(cháng)春光學(xué)精密機械研究所隨后制造出國內第一臺紅寶石激光器，為中國激光產(chǎn)業(yè)的興起奠定了基礎。

　　由于中國加工制造市場(chǎng)對激光設備需求旺盛，國外以COHERENT、IPG、SPI為代表的廠(chǎng)商們都在積極介入中國市場(chǎng)，與中國廠(chǎng)家共同博弈國內廣闊的加工制造市場(chǎng)。美國是第一個(gè)將光纖激光器用于制造業(yè)的國家，世界激光產(chǎn)業(yè)排名前五的大廠(chǎng)商中，就有Coherent，IPG和II-VI三家來(lái)自美國。IPG一直是全球光纖激光器的領(lǐng)頭羊，2017年主營(yíng)業(yè)務(wù)收入為14.09億美元，同比增長(cháng)40.02%。得益于全球光纖激光加工市場(chǎng)的高速增長(cháng)，IPG近年來(lái)市場(chǎng)業(yè)績(jì)均獲得高速增長(cháng)。

　　在光纖激光器領(lǐng)域，國內起步相對較晚，在某些技術(shù)方面還存在一些差距，這些差距主要體現在上游的核心器件里。目前，國內在光纖激光器領(lǐng)域，以武漢銳科激光和深圳創(chuàng )鑫激光兩家表現最為突出。銳科和創(chuàng )鑫都已推出了萬(wàn)瓦以上的光纖激光器，為國內在超高功率加工市場(chǎng)填補了空缺。

　　國內光纖激光器廠(chǎng)家?jiàn)^力追趕

　　長(cháng)期以來(lái)，因為國外企業(yè)針對國內實(shí)行技術(shù)封鎖、價(jià)格壟斷，導致國內企業(yè)不得不承受激光設備高昂的價(jià)格。正是在此情景之下，國內科研機構、企業(yè)不斷強化自主研發(fā)，突破技術(shù)封鎖，激光產(chǎn)業(yè)鏈漸漸成型。

　　創(chuàng )鑫激光成立于2004年，是國內最早從事光纖激光器研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)之一。在很長(cháng)一段時(shí)間里，國內激光器制造廠(chǎng)商們競相角逐的市場(chǎng)，始終集中在中低功率領(lǐng)域，而高功率激光器市場(chǎng)則被國外企業(yè)所壟斷。創(chuàng )鑫激光于今年推出了一款12000W的超高功率多模連續光纖激光器，為國產(chǎn)光纖激光器的研發(fā)作出貢獻。

　　銳科激光由海歸博士閆大鵬于2007年創(chuàng )辦，推出了國內第一萬(wàn)瓦光纖激光器，也使得中國成為了第二個(gè)掌握萬(wàn)瓦光纖激光器核心技術(shù)的國家。自創(chuàng )立11年來(lái)，銳科激光先后研制出我國第一臺25W脈沖光纖激光器產(chǎn)品，第一臺100W、1000W、4000W、6000W和10000W連續光纖激光器產(chǎn)品。今年6月25日，銳科激光在深圳敲鐘上市，募資超過(guò)11億元，將繼續加大對光纖激光器的投入研發(fā)。

　　中國從2015年開(kāi)始取代歐洲，首次成為全球激光器最大的消費市場(chǎng)。隨著(zhù)“中國制造2025”戰略的推進(jìn)，激光設備在智能制造方面的應用一定會(huì )更加廣泛。而以新能源汽車(chē)為代表的汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)鏈正面臨著(zhù)新的調整，光纖激光器將會(huì )被更多地引入其中，未來(lái)市場(chǎng)空間十分廣闊。而隨著(zhù)國內廠(chǎng)家不斷取得技術(shù)突破，激光市場(chǎng)競爭格局又會(huì )如何變動(dòng)?我們拭目以待。