一文读懂光纤激光器的前世今生

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一文读懂光纤激光器的前世今生

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近年来,随着工业领域向高端化、智能化方向发展速度的不断加快,光纤激光器的优势逐渐凸显出来,,市场渗透率也随之不断走高。目前,光纤激光器在工业领域的市场份额已经超过五成,是该领域的绝对王者。根据OFweek研究中心数据显示,全球工业激光器收入已经从2012年的23.4美元增加至2017年的46.8亿美元,市场规模已翻了一倍。 (原创文章www.77y77.com)


2012-2017年全球激工业光器市场份规模及增速(单位:亿美元)

一文读懂光纤激光器的前世今生

数据来源:OFweek行业研究中心


光纤激光器优势凸显,应用领域广泛


激光设备在智能装备制造环节中必不可少,也是中国制造走向高端化、智能化的关键角色之一。相较于传统的加工设备,激光设备加工能力更强,精度更高,加工效率也提升了许多。


目前来说,市场上常见的激光器有CO2激光器(气体激光器)、YAG激光器(固体)、光纤激光器、半导体激光器等等。由于它们工作特性各不相同,各自应用领域也存在不小的差异。比如CO2激光器比较适合用在天然材料加工上,像皮革、塑料等硬度相对不强的材料,此外,CO2激光器在医疗方面的使用也很广泛。不过由于其存在体积大、结构复杂、维护困难等方面的问题,在部分领域的应用逐渐被综合特性更好的光纤激光器所取代。


几种激光器主要性能参数表

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数据来源:OFweek行业研究中心


通过上述数据对比,我们可以看出光纤激光器在加工性能、冷却方式、加工材料各个方面的优势都很贴合实际加工需求。


光纤激光器被誉为第三代激光器,其应用范围非常广泛。包括激光光纤通讯、激光空间远距离通讯、航空航天、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设,以及作为其他激光器的泵浦源等等。


光纤激光器能够在如此广泛领域被接受,主要得益于其在许多方面拥有的优势,比如结构紧凑、光电转换效率高、可靠性强,光束质量好等等。随着相关需求的不断增长,光纤激光器在高功率市场中竞争优势日益凸显。


国内外厂家共同博弈国内市场


激光技术起源于20世纪60年代,是20 世纪里与原子能、半导体、计算机齐名的新四大发明之一。从科学理论的发现到实际应用需要经历一个漫长的过程,上世纪由爱因斯坦最早提出光子假说并解释了光电效应理论,后来他又提出了受激辐射理论,从而奠定了激光技术的理论基础。可惜的是,直到西奥多·梅曼于1960年7月8日发明出世界上第一台红宝石激光器时,爱因斯坦已经过世了5年。


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光纤激光器即是用光纤作为泵浦介质的激光器,世界上第一台玻璃激光器就是光纤激光器。不过很少人知道的是,就在西奥多·梅曼成功制造红宝石激光器仅1年后,中国科学院长春光学精密机械研究所随后制造出国内第一台红宝石激光器,为中国激光产业的兴起奠定了基础。


由于中国加工制造市场对激光设备需求旺盛,国外以COHERENT、IPG、SPI为代表的厂商们都在积极介入中国市场,与中国厂家共同博弈国内广阔的加工制造市场。美国是第一个将光纤激光器用于制造业的国家,世界激光产业排名前五的大厂商中,就有Coherent,IPG和II-VI三家来自美国。IPG一直是全球光纤激光器的领头羊,2017年主营业务收入为14.09亿美元,同比增长40.02%。得益于全球光纤激光加工市场的高速增长,IPG近年来市场业绩均获得高速增长。


在光纤激光器领域,国内起步相对较晚,在某些技术方面还存在一些差距,这些差距主要体现在上游的核心器件里。目前,国内在光纤激光器领域,以武汉锐科激光和深圳创鑫激光两家表现最为突出。锐科和创鑫都已推出了万瓦以上的光纤激光器,为国内在超高功率加工市场填补了空缺。


国内光纤激光器厂家奋力追赶


长期以来,因为国外企业针对国内实行技术封锁、价格垄断,导致国内企业不得不承受激光设备高昂的价格。正是在此情景之下,国内科研机构、企业不断强化自主研发,突破技术封锁,激光产业链渐渐成型。


创鑫激光成立于2004年,是国内最早从事光纤激光器研发生产的企业之一。在很长一段时间里,国内激光器制造厂商们竞相角逐的市场,始终集中在中低功率领域,而高功率激光器市场则被国外企业所垄断。创鑫激光于今年推出了一款12000W的超高功率多模连续光纤激光器,为国产光纤激光器的研发作出贡献。


一文读懂光纤激光器的前世今生

图片来源:创鑫激光提供


锐科激光由海归博士闫大鹏于2007年创办,推出了国内第一万瓦光纤激光器,也使得中国成为了第二个掌握万瓦光纤激光器核心技术的国家。自创立11年来,锐科激光先后研制出我国第一台25W脉冲光纤激光器产品,第一台100W、1000W、4000W、6000W和10000W连续光纤激光器产品。今年6月25日,锐科激光在深圳敲钟上市,募资超过11亿元,将继续加大对光纤激光器的投入研发。


中国从2015年开始取代欧洲,首次成为全球激光器最大的消费市场。随着“中国制造2025”战略的推进,激光设备在智能制造方面的应用一定会更加广泛。而以新能源汽车为代表的汽车制造产业链正面临着新的调整,光纤激光器将会被更多地引入其中,未来市场空间十分广阔。而随着国内厂家不断取得技术突破,激光市场竞争格局又会如何变动?我们拭目以待。




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