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發布時間：2020-09-24 06:05
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激光器
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激光器——能發射激光的裝置。1954年制成了臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。而且，它可以很好地縮短工作物質的長度，還能通過改變諧振腔長度來調節所產生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔。1958年A.L.肖洛和C.H.湯斯把微波量子放大器原理推廣應用到光頻范圍，1960年T.H.梅曼等人制成了臺紅寶石激光器。以后，激光器的種類就越來越多。按工作介質分，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、半導體激光器和染料激光器4大類。近來還發展了自由電子激光器，大功率激光器通常都是脈沖式輸出。
激光器的介紹
激光器作為產業鏈中游環節，主要上游原材料為光學材料、光學器件等。典型的激光器，由激光工作物質（發出能量）、泵浦源（提升能量）、光學諧振腔（傳播能量）等部分組成。光學材料中芯片、有源光纖等在原材料成本構成中占比較高，對激光器的生產成本有較大影響。中游為各種激光器及配套設備。下游激光加工設備的應用市場十分廣泛，目前已滲透到消費電子、材料、半導體加工、汽車、船舶、通訊、醫學美容、軍事等眾多領域。
上游環節的芯片、光纖、高功率光纖光柵、熱沉等光學器件是生產激光器產品的重要原材料。全固態激光是指用來實現粒子數反轉并產生光的受激輻射放大作用的物質體系，有時也稱為激光增益媒質，它們可以是固體（晶體、玻璃）、氣體（原子氣體、離子氣體、分子氣體）、半導體和液體等媒質。國內相關產業起步較晚，質量及穩定性難以滿足市場需求，目前仍然主要以進口產品為主（含向國內代理商采購）。國內三大激光器生產商的供應商中，除了有凱普林、長光華芯等少數國產企業外，其他基本都是境外公司或其代理商。
2019年上半年，創鑫激光脈沖、連續激光器的無源光纖國產化率分別為89.91%、52.54%，杰普特無源光纖國產化率也達到90%。激光器的種類和用途激光器發出的光質量純凈、光譜穩定可以在很多方面被應用。有源光纖作為增益介質，其難度與作用大于無源光纖，國產化率也在同比提高。芯片（泵浦源）方面，國產芯片已達到可正常使用的水平，但在技術上仍與進口芯片存在一定差距，目前國內超前的激光器廠商均主要采購Lumentum和貳陸激光的芯片及組件，芯片環節仍有待突破。
隨著飛機、汽車工業向復合材料的轉變，高功率激光器滲透率的持續提升。
激光產業鏈
從產業經濟性的角度來看，行業平均水平下激光器約占激光設備成本的30%-50%（采用高功率激光器的設備中占比更高），而材料和激光器件占激光器成本的60%-70%（低功率激光器中的占比更高），因此激光器是制約激光設備經濟性的關鍵，而激光芯片、特殊光纖等激光器核心器件的價格走勢則決定了激光器的經濟性。上游環節的芯片、光纖、高功率光纖光柵、熱沉等光學器件是生產激光器產品的重要原材料。
由于激光產業上游材料不具備稀缺資源屬性，激光芯片等器件的技術門檻相較于半導體芯片較低，而中游激光器的技術核心集中在光學設計、工藝經驗等集成能力，下游激光設備市場極為廣闊且分散，因此國內的激光產業鏈未來有機會國產化閉環。泵浦源為激光器的光源，諧振腔為泵浦光源與增益介質之間的回路，增益介質指可將光放大的工作物質。目前激光產業鏈上游和中游的國產替代進程較快，中低端激光器件和激光器產品單價呈現明顯的降價趨勢：激光器件方面，2009-2017年IPG每瓦特的芯片成本下降了80%，年均降幅18%；激光器方面，激光器單臺價格每年降幅超過20%，帶動激光裝備價格逐年下降超過10%
納秒激光器
二極管泵浦固態（DPSS）激光器是在20世紀90年代末被首先引入工業環境的。功率大小：可分為低功率激光器（＜100w）、中功率激光器（100w-1500w）、高功率激光器（＞1500w）。當時，首臺此類激光器僅具有幾瓦的低輸出功率，其波長為355nm。在二極管泵浦之前，使用燈泵浦可獲得激光，但是這類激光器是非常不可靠的。當時，幾瓦的納秒紫外光的成本超過10萬美元。
隨后，納秒激光器的市場變得越來越成熟，而這些激光器現在也可以從許多不同的制造商（提供紅外、可見和紫外波長）處購買到，10W紫外輸出功率的納秒激光器的價格低于5萬美元。在大多數情況下，這些激光器的脈沖持續時間介于幾十到幾百納秒的范圍內。
