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激光器的概况

激光技术已从方方面面走进了人们的生活，但激光器种类繁多，其各自波长不同，特性不同，因此所应用的领域也不同。相信大多数人面对纷繁复杂的激光器种类，多少觉得有点头疼。Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）：较常用的固体激光器，工作波长一般为1064nm，这一波长为四能级系统，还有其他能级可以输出其他波长的激光。因此，本文将各类型的激光器进行了汇总，为大家逐一讲解各类激光器的特点及实际应用的情况。

按工作介质不同，激光器分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器和自由电子激光器6种。其中固体激光器和气体激光器还有很多细分种类。近十几年来，激光器的发展更为迅速，出现了种类繁多的激光器，按照增益介质的不同，可分为光纤、固体、气体、半导体激光器等，特定增益介质输出特定波长的激光，本质决定了激光输出功率和应用领域。除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，包括泵浦源、光学谐振腔和增益介质三部分。

激光器的分类

按工作介质区分，激光器分为：气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器等。

光纤激光器占工业激光器的份额比例从2009年的13.7%增长至2018年的51.5%，相较于固体激光器、气体激光器、半导体激光器等具备明显的超高地位。

光纤激光器具有输出激光光束质量好、能量密度高、电光效率较高、使用方便、可加工材料范围广、综合运行成本低等诸多优势。因此广泛应用于雕刻、打标、切割、钻孔、熔覆、焊接、表面处理、快速成形等材料加工领域，被誉为“第三代激光器”。

2018年光纤激光器***占有率：美国IPG占比前一，为50.1%；第二名是国内光纤激光器的***锐科激光，占比17.8%。

激光器的介绍

激光器作为产业链中游环节，主要上游原材料为光学材料、光学器件等。光学材料中芯片、有源光纤等在原材料成本构成中占比较高，对激光器的生产成本有较大影响。中游为各种激光器及配套设备。泵浦源为激光器的光源，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，增益介质指可将光放大的工作物质。下游激光加工设备的应用市场十分广泛，目前已渗透到消费电子、材料、半导体加工、汽车、船舶、通讯、医学美容、***等众多领域。

上游环节的芯片、光纤、高功率光纤光栅、热沉等光学器件是生产激光器产品的重要原材料。国内相关产业起步较晚，质量及稳定性难以满足市场需求，目前仍然主要以进口产品为主（含向国内代理商采购）。纳秒激光器很少在材料连接领域应用，但它们在连接超薄材料时的确非常出色。国内三大激光器生产商的供应商中，除了有凯普林、长光华芯等少数国产企业外，其他基本都是境外公司或其代理商。

2019年上半年，创鑫激光脉冲、连续激光器的无源光纤国产化率分别为89.91%、52.54%，杰普特无源光纤国产化率也达到90%。有源光纤作为增益介质，其难度与作用大于无源光纤，国产化率也在同比提高。激光器的稳定应用于激光器中来提高激光器输出光功率、频率或其它量的稳定性激光器存在各种激光器噪声，在实际应用中很不利，因此需要采用一些技术抑制噪声并且稳定激光器的参数。芯片（泵浦源）方面，国产芯片已达到可正常使用的水平，但在技术上仍与进口芯片存在一定差距，目前国内超前的激光器厂商均主要采购Lumentum和贰陆激光的芯片及组件，芯片环节仍有待突破。

随着飞机、汽车工业向复合材料的转变，高功率激光器渗透率的持续提升。

产业链：有能力实现国产化闭环

激光产业链从上游材料、器件——中游激光器——下游激光设备可分为三大环节：

1）上游为***材料和器件，包括激光芯片、泵浦源、谐振腔、特种光纤等有源器件，合束器、隔离器等无源器件，晶体材料、半导体复合材料等介质材料等，除此之外还包括其他光学器件、电子元器件、机械元器件和激光控制系统；

2）中游为激光器，包括光纤激光器、半导体激光器和其他固体激光器等。国内激光器***公司包括锐科激光（光纤激光器）、创鑫激光（光纤激光器）、杰普特（光纤激光器）、华日激光（超快激光器）；固体激光器固体激光器介质是固体的激光器，此种工作物质通过灯丶半导体激光器阵列丶其他激光器光照泵浦得到激发。海外激光器***包括IPG（光纤激光器）、nlight（光纤激光器）等；

3）下游为提供不同工艺的激光设备，主要应用于激光切割、激光焊接、激光测量、激光显示、激光美容***等领域。国内激光设备***公司包括大族激光（3C电子为主）、华工科技（切割焊接）、亚威股份（切割焊接）、帝尔激光（光伏激光开槽）、激光雷达、铂力特（激光3D打印）、光峰科技（激光显示）等；海外激光装备***包括德国通快（激光装备）、Amada（激光装备）、瑞士百超（激光装备）、Velodyne（激光雷达）、ASML（激光装备）等。对于国内***来说，基本拥有自我垂直整合能力，意味着我的产业链具有技术方案的设定权，也有价格制定权。