一、什么是超快激光
激光器是激光的發(fā)生裝置，主要由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔等組成。泵浦源為激光器的光源，諧振腔為泵浦光源與增益介質(zhì)之間的回路，增益介質(zhì)指可將光放大的工作物質(zhì)。根據(jù)輸出方式的不同，可將激光器分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。
連續(xù)激光器可以在較長一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)輸出激光，工作穩(wěn)定、熱效應(yīng)高，其輸出激光在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的任何時(shí)刻都保持連續(xù)不中斷。其一般用于金屬材料的連續(xù)高速切割、焊接，以及表面熱處理、激光熔敷等宏觀加工。
脈沖激光器激光以脈沖形式，按照一定的頻率、幅度、波形被調(diào)制后呈現(xiàn)周期性輸出，每一個(gè)光脈沖周期內(nèi)的最高功率即為脈沖光纖激光器的峰值輸出功率。以脈沖形式輸出激光，主要特點(diǎn)是峰值功率高、熱效應(yīng)小。特別適合于高精度打標(biāo)、精密焊接、精密切割等微觀領(lǐng)域加工。
超快激光的特點(diǎn)是脈沖時(shí)間極短和高峰值功率。超快激光屬于脈沖激光的一種。根據(jù)激光峰值功率的定義，其為脈沖的能量除以脈沖的持續(xù)時(shí)間（脈寬）。單脈沖能量一般比較固定，為了獲得高的峰值功率，主要是通過降低脈寬，即脈沖持續(xù)時(shí)間。根據(jù)脈沖時(shí)間的差異，脈沖激光器分為納秒激光器、皮秒激光器和飛秒激光器?？梢钥吹狡っ氲臅r(shí)間為 10^-12秒，飛秒的時(shí)間為 10^-15秒，脈沖時(shí)間極短，所以稱為超快激光。超快激光的快在于脈沖時(shí)間極短，目前超快激光器在研究上已經(jīng)發(fā)展到阿秒級別。
超快激光的特點(diǎn)是脈沖時(shí)間極短和高峰值功率。隨著脈沖能量急劇上升，高功率密度足以剝離外層電子。由于激光與材料相互作用的時(shí)間很短，離子在將能量傳遞到周圍材料之前就已經(jīng)從材料表面被燒蝕掉了，不會給周圍的材料帶來熱影響，因此也被稱為“冷加工”。不會出現(xiàn)加工面的熔融、裂縫現(xiàn)象。高精度、高質(zhì)量、高分辨率，加工區(qū)域可小于焦斑尺寸，突破衍射極限。其主要優(yōu)點(diǎn)包括：
①脈沖寬度很短?？梢杂糜谔幚沓掷m(xù)時(shí)間非常的物理化學(xué)過程。例如：瞬態(tài)成像、超快光開光、高速光通信。②光譜含量非常豐富。可以用于激光光譜檢測。例如：脈沖整形、通信中的光譜編碼。③峰值功率非常高。用于激光加工、激光醫(yī)學(xué)手術(shù)、激光核聚變。
二、超快激光市場分析
根據(jù) Mordor Intelligence 統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，2018 年全球超快激光市場價(jià)值33.7億美元，預(yù)計(jì)到2024年將達(dá)到128.2億美元，CAGR 為25.02%。其中亞洲和歐洲市場將是市場增速最快的區(qū)域，潛在市場可觀。
超快激光全球各區(qū)域增長率預(yù)測
（來源：Mordor Intelligence ）
中國超快激光市場規(guī)模發(fā)展迅速。從我國市場規(guī)模來看，超快激光行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，根據(jù)中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心發(fā)布的《2019中國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，2017年我國超快激光器市場約13.5億元，預(yù)計(jì)2020年將超過50億元。
2015-2020年中國超快激光器市場規(guī)模
（來源：Industrial Laser Solutions）
Bos Photonics咨詢公司BO GU博士認(rèn)為，光纖激光器現(xiàn)已成為中國材料加工的主要激光源，占據(jù)了60％以上的激光加工市場。價(jià)格下降的積極影響是迅速受到最終用戶歡迎，激光應(yīng)用迅速普及，尤其是在金屬切割、打標(biāo)和清潔方面。2018年，中國銷售了30,000臺中功率激光切割系統(tǒng)和6000臺大功率激光切割系統(tǒng)，以及13萬臺激光刻印機(jī)。但是另一個(gè)值得注意的領(lǐng)域是主要由3C應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的紫外（UV）激光器和超快激光器的快速增長。
激光行業(yè)觀察認(rèn)為，雖然超快激光器在工業(yè)激光市場總量中貢獻(xiàn)還比較小，不到10%，但是其將成為未來增長最快的領(lǐng)域之一，而這背后則是消費(fèi)電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域精密加工需求的增長，以及技術(shù)和工藝的不斷成熟。
中國市場光纖激光器價(jià)格趨勢
（來源：Industrial Laser Solutions）
另一方面，光纖激光器領(lǐng)域日益激烈的價(jià)格競爭，使得廠商除了不斷向利潤空間更豐厚的高功率領(lǐng)域加大投入之外，超快激光器也成為重要的選擇之一。加之創(chuàng)業(yè)企業(yè)的不斷加入，超快激光器領(lǐng)域正變得愈發(fā)“熱鬧”，成為近幾年國內(nèi)外展會重要關(guān)注的方向之一。
三、超快激光產(chǎn)業(yè)趨勢及主要玩家
目前國內(nèi)的超快激光器80%以上仍有賴進(jìn)口，進(jìn)口超快激光器在穩(wěn)定性方面仍有一定優(yōu)勢，但價(jià)格較貴。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，海外激光企業(yè)仍主導(dǎo)著全球超快激光市場，包括德國通快（TRUMPF），美國相干（Coherent），美國IPG，丹麥NTK，美國MKS，法國Amplitude，美國Clark-MXR，立陶宛EKSPLA，美國IMRA America等公司。
據(jù)上海證券分析，國外超快激光器公司發(fā)展呈現(xiàn)兩個(gè)格局：一是擁有自己的核心技術(shù)，后被激光行業(yè)的龍頭企業(yè)收購，投入大企業(yè)的懷抱；二是自身獨(dú)立發(fā)展。目前被大企業(yè)收購成為主流。主要在于超快激光企業(yè)一般屬于初創(chuàng)企業(yè)，規(guī)模都不大，而且超快激光成本較高，初期應(yīng)用有限。但激光行業(yè)龍頭企業(yè)關(guān)注到超快激光較快的增長和市場潛力，紛紛通過并購進(jìn)入到超快激光行業(yè)。例如：2018年德國通快收購了超短脈沖激光器制造商德國 AMPHOS 公司；相干公司 2015 年收購超短脈沖激光器 Raydiance 公司。
全球超快激光企業(yè)成立時(shí)間表及收購關(guān)系（來源：平安證券）
而其中獨(dú)立發(fā)展的典型公司是法國的 Amplitude Laser Group 公 司。公司是是超快激光器在工業(yè)與科研領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，成立于2001年，總部位于法國波爾多（Bordeaux），生產(chǎn)飛秒激光器和激光器系統(tǒng)，用于導(dǎo)體、平板顯示、消費(fèi)電子、醫(yī)療器械精密制造等工業(yè)領(lǐng)域。目前年銷售額超 8000 萬歐元。
為此，激光行業(yè)觀察認(rèn)為，在需求和資本的帶動(dòng)下，隨著超快激光器、加工工藝及市場規(guī)模的不斷成長，全球超快激光產(chǎn)業(yè)競爭將變得更加激烈，正如光纖激光器領(lǐng)域正在上演的情景一樣。
全球主要USP激光器廠商
（來源：Industrial Laser Solutions）
反觀國內(nèi)市場，華日激光、貝林激光、安揚(yáng)激光等優(yōu)秀企業(yè)正成為超快激光領(lǐng)域的代表企業(yè)，但總體上國內(nèi)超快激光器還處于發(fā)展初期。從產(chǎn)品的布局來看，目前大部分企業(yè)都已經(jīng)具備皮秒激光的量產(chǎn)能力，逐漸提升皮秒激光器的功率。飛秒激光器目前主要為國外廠家為主，特別是紫外飛秒激光器為國外廠家控制和壟斷，國內(nèi)目前部分企業(yè)已經(jīng)突破紫外飛秒激光器的研發(fā)生產(chǎn)制造。國內(nèi)主流超快激光器廠商主要如下：
武漢華日精密激光股份有限公司
公司是華工科技旗下的一家先進(jìn)固體激光器專業(yè)制造商，專業(yè)從事全固態(tài)激光器的研發(fā)和制造，公司成立于 2009 年，全系列激光器產(chǎn)品均具有自主知識產(chǎn)權(quán)。公司主要由三位國家千人計(jì)劃專家領(lǐng)銜產(chǎn)品研發(fā)工作，研發(fā)出納秒級－皮秒級－飛秒級等多種脈寬，紅外－綠光－紫外等多波段的固體激光器產(chǎn)品。
武漢安揚(yáng)激光技術(shù)有限責(zé)任公司
公司主要從事飛秒光纖激光器和超連續(xù)譜光源研發(fā)和生產(chǎn)的高新企業(yè)。公司成立于 2010 年，主要從事高功率皮秒，飛秒光纖激光器和超連續(xù)譜光源的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。安揚(yáng)激光已成功推出皮秒，飛秒脈沖光纖激光器和超連續(xù)譜激光器等系列產(chǎn)品。
青島自貿(mào)激光科技有限公司
公司是由武漢虹拓新技術(shù)有限公司與青島自貿(mào)發(fā)展集團(tuán)共同創(chuàng)立的高新技術(shù)企業(yè)，坐落于青島自貿(mào)激光產(chǎn)業(yè)園，是專業(yè)從事超快光纖激光器、核心器件及裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用和銷售的激光器和激光器裝備的制造商。
公司依托專業(yè)的科技研發(fā)力量，圍繞超快激光產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展飛秒激光技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用，形成以超快激光為主的光電科技產(chǎn)業(yè)集群，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
英諾激光股份有限公司
公司成立于2011年，是國家高新技術(shù)企業(yè)，總部位于深圳市南山區(qū)科技園，專注于微加工領(lǐng)域激光器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及以激光模組形式為客戶提供定制化微加工解決方案。
廣東華快光子科技有限公司
公司成立于2012年7月，是通過產(chǎn)學(xué)研一體化，進(jìn)行超短脈沖光纖激光器研發(fā)和生產(chǎn)的高新企業(yè)，專注于超快激光光源的研制及高端工業(yè)激光解決方案服務(wù)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于精密微納加工、3C加工、精密醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域，如超薄玻璃、OLED、FPC柔性線路板、半導(dǎo)體晶圓等。
蘇州貝林激光有限公司
公司成立于2007 年，致力于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售各類工業(yè)級固體激光器及超短脈沖激光器。公司現(xiàn)在的產(chǎn)品主要有納秒激光器、皮秒激光器和飛秒激光器三大系列。
南京諾派激光技術(shù)有限公司
公司是一家由多位留學(xué)歸國博士領(lǐng)創(chuàng)的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司主要從事全波段、高可靠性超短脈沖激光器的研發(fā)、生產(chǎn)，以及高端激光器在工業(yè)精密加工和智能傳感領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)。
深圳市大族激光科技股份有限公司
公司1996年創(chuàng)立于中國深圳，是亞洲最大、世界排名前三的工業(yè)激光加工設(shè)備生產(chǎn)廠商。公司于2004年在深圳證券交易所上市。目前全球員工超過1萬人，總資產(chǎn)逾180億元。大族激光是全球僅有的幾家能做到垂直整合的公司，擁有自主激光器、數(shù)控系統(tǒng)、軟件、光源以及功能部件等技術(shù)。飛秒激光器一直是大族激光旗下激光光源事業(yè)部的重點(diǎn)研究方向，2018年成功推出固體皮秒激光器和20W飛秒激光器，截止2019年底，公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)100余臺超快激光器銷售。
北京卓鐳激光技術(shù)有限公司
公司成立于2014年8月，是一家從事超快、超強(qiáng)激光器設(shè)計(jì)研發(fā)及生產(chǎn)制造的硬科技企業(yè)，主要產(chǎn)品包括工業(yè)超快激光器系列、脈沖大能量激光器系列、二極管泵浦激光器系列、醫(yī)美專用OEM激光器系列、定制激光器等，可應(yīng)用于科學(xué)研究、工業(yè)加工和醫(yī)療美容等領(lǐng)域。
天津凱普林激光科技有限公司
公司自主研發(fā)工業(yè)級超快激光器。目前產(chǎn)品主要是飛秒，但是今后可能也會研發(fā)生產(chǎn)皮秒激光器。我們的超快激光器覆蓋近紅外到紫外共4個(gè)波段：1.5微米、1微米、綠光、及紫外，以滿足不同客戶的需求。一方面充分利用凱普林的平臺和渠道，另一方面以一個(gè)全新的團(tuán)隊(duì)來開拓這塊業(yè)務(wù)。公司的目標(biāo)是成為國內(nèi)最好的超快激光器供應(yīng)商，為我們的客戶提供性價(jià)比最高、客戶服務(wù)最好的產(chǎn)品。
上海朗研光電科技有限公司
公司是一家從事超靈敏光電探測設(shè)備和高端光纖激光器生產(chǎn)研發(fā)的企業(yè)。公司成立于 2009年，具備齊全的光電測試設(shè)備和多條裝配生產(chǎn)線，擁有高度精英化的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。朗研光電推出的光纖激光器脈沖寬度涵蓋從連續(xù)到飛秒，波長覆蓋從紫外到紅外，并能提供多波長同步輸出，配合激光放大模塊可實(shí)現(xiàn)平均功率定制。
蘇州帕沃激光科技有限公司
公司是專業(yè)的激光器制造商，由激光行業(yè)從業(yè)數(shù)十載的高級工程師、博士團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)立，是先進(jìn)固體激光器及其應(yīng)用系統(tǒng)的專業(yè)生產(chǎn)商，生產(chǎn)目前技術(shù)先進(jìn)的全固態(tài)皮秒激光器、紅外納秒激光器、綠光激光器、紫外激光器，產(chǎn)品在消費(fèi)類電子品、太陽能電池硅片和微晶玻璃等的加工方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
羅根激光科技（武漢）有限公司
公司 2017年成立于武漢的光谷。主營業(yè)務(wù)集中在“先進(jìn)固體超快激光器＂和“激光精密加工解決方案”的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司20瓦紫外和70瓦綠光激光器都達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司
公司是中國科學(xué)院控股的高端半導(dǎo)體泵浦激光器和固體激光器專業(yè)生產(chǎn)商。公司具有半導(dǎo)體泵浦激光器批量生產(chǎn)能力，并擁有紫外激光器、綠光激光器、紅外激光器和皮秒激光器批量生產(chǎn)線。建有“半導(dǎo)體泵浦激光產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心”，擁有國內(nèi)一流的檢測設(shè)備。公司具有強(qiáng)大的研發(fā)能力，是“國家半導(dǎo)體泵浦激光工程技術(shù)研究中心”、北京市科委認(rèn)定的“北京市科技研發(fā)機(jī)構(gòu)”、“先進(jìn)半導(dǎo)體泵浦激光技術(shù)北京市國際科技合作基地”及北京市市級“半導(dǎo)體泵浦激光技術(shù)工程中心”、國家人事部認(rèn)定的“中關(guān)村科技園區(qū)海淀園企業(yè)博士后工作站分站”。
鹽城物科光電有限公司
公司于 2014 年 5 月成立，依托中國科學(xué)院物理研究所及北京物科光電技術(shù)有限公司的技術(shù)優(yōu)勢，致力于超快激光器、窄線寬激光器等高端激光產(chǎn)品設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)。
杭州奧創(chuàng)光子技術(shù)有限公司
公司成立于2018年6月，是一家專業(yè)從事超短脈沖激光光源、超短脈沖激光功能模塊的集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與系統(tǒng)、應(yīng)用解決方案為一體的高新技術(shù)企業(yè)。擁有專業(yè)化的人才團(tuán)隊(duì)，掌握超短脈沖激光關(guān)鍵技術(shù)。
北京贏圣科技有限公司
公司是國家高新技術(shù)企業(yè)，致力于商用超快激光產(chǎn)品開發(fā)。公司于2015年5月在北京注冊，2018年國家高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域國內(nèi)外高級產(chǎn)品專家，在商用激光產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、檢測以及應(yīng)用等方面具備完備、先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)。
中山銦尼鐳斯科技有限公司
公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體激光產(chǎn)業(yè)技術(shù)型公司；我們具有一批高端光纖激光技術(shù)創(chuàng)新的科研技術(shù)團(tuán)隊(duì)，超快光學(xué)技術(shù)是我們的業(yè)務(wù)基石，目前主要致力于研究高亮度超短脈沖激光器，高功率飛秒激光器及其衍生系統(tǒng)的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，擁有諸多激光器的核心技術(shù)和專利，同時(shí)具備工業(yè)級精密激光設(shè)備、組件的系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)能力。
北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司
公司始建于2002年，是中國科學(xué)院控股的高端半導(dǎo)體泵浦激光器和固體激光器專業(yè)生產(chǎn)商，具有半導(dǎo)體泵浦激光器批量生產(chǎn)能力，并擁有紫外激光器、綠光激光器、紅外激光器和皮秒激光器批量生產(chǎn)線。公司總部位于北京，并在天津建立生產(chǎn)基地、深圳設(shè)立華南辦事處。
北京中科思遠(yuǎn)光電科技有限公司
公司是一家坐落在北京中關(guān)村高新科技園區(qū)的高新技術(shù)企業(yè)。公司以高功率、多波長固體激光器為主導(dǎo)產(chǎn)品，已形成集產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的產(chǎn)業(yè)化實(shí)體。公司產(chǎn)品以固體激光器為主，包括：脈沖紫外固體激光系統(tǒng)、全固態(tài)紅、綠、藍(lán)激光器、高功率激光系統(tǒng)、單縱模激光器、光參量激光器（OPO）、可調(diào)諧激光器、高功率激光系統(tǒng)、PIV片光源、皮秒激光器，及特種激光器，同時(shí)公司還生產(chǎn)和銷售大功率工業(yè)激光加工系統(tǒng)等。
北京銦尼鐳斯技術(shù)有限公司
公司成立于2011年，公司位于順義區(qū)空港工業(yè)園區(qū)融慧園，分別與北京大學(xué)、華南師范大學(xué)合作設(shè)立“產(chǎn)、學(xué)、研”實(shí)驗(yàn)室；是一家專業(yè)從事激光器及其相關(guān)配套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的研發(fā)型激光器制造商。公司擁有多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)和獲多項(xiàng)國家專利的超短脈沖光纖激光器、光纖放大器等產(chǎn)品。產(chǎn)品主要應(yīng)用于科研、精密測量、航天、電子、國防及工業(yè)加工等諸多領(lǐng)域。
北京科益虹源光電技術(shù)有限公司
公司于2016年7月成立，是國科光電科技的全資子公司，中國唯一從事光刻準(zhǔn)分子激光技術(shù)研究以及產(chǎn)品開發(fā)的企業(yè)。其自主研發(fā)的準(zhǔn)分子激光技術(shù)及產(chǎn)品打破了國外技術(shù)壟斷，成為國內(nèi)高水平的專業(yè)準(zhǔn)分子激光技術(shù)解決方案提供商。
蘇州德龍激光股份有限公司
公司成立于2005年，位于蘇州工業(yè)園區(qū)，由中、澳兩方投資創(chuàng)立，致力于研發(fā)、生產(chǎn)和銷售各類高端工業(yè)應(yīng)用激光設(shè)備，尤其是基于紫外激光和超短脈沖激光技術(shù)的設(shè)備，公司產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、顯示、精密電子、高校科研和新能源等精密加工領(lǐng)域。
杭州奕力科技有限公司
公司是一家以研發(fā)和生產(chǎn)“高功率飛秒激光器”為主營業(yè)務(wù)的高科技企業(yè)，致力于為客戶提供最優(yōu)的激光器解決方案。公司不但掌握了先進(jìn)的飛秒激光技術(shù)，更有強(qiáng)大工程化經(jīng)驗(yàn)，可以為客戶提供技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先、使用穩(wěn)定可靠的飛秒激光器產(chǎn)品。
深圳瑞豐恒激光技術(shù)有限公司
公司創(chuàng)立于2007年，目前擁有一支由清華教授、博士組成的頂級激光器研發(fā)團(tuán)隊(duì)。公司研發(fā)的飛秒激光器，采用獨(dú)特的激光腔型設(shè)計(jì)，聲光調(diào)Q技術(shù)，及高精度冷卻系統(tǒng)，體積小，集成高。具有較短的脈沖寬度,優(yōu)越的光束質(zhì)量和完美的光斑特性。
廣州安特激光技術(shù)有限公司
公司位于廣州科學(xué)城，是以留學(xué)回國博士為主體、由新加坡新特集團(tuán)在廣州投資興建的高新技術(shù)企業(yè)，自成立以來，聚集了大量技術(shù)專家，以市場為導(dǎo)向，推出了聲光電光系列產(chǎn)品如聲光/電光Q開關(guān)、聲光/電光調(diào)制器等；激光器如超快激光器、可調(diào)諧激光器、單縱模激光器等為多種應(yīng)用提供全套解決方案。
飛秒激光研究中心（廣州）有限公司
公司是一家專注于飛秒激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)公司，致力于將飛秒激光技術(shù)獨(dú)特、優(yōu)秀的性能，在包括醫(yī)療健康、工業(yè)4.0及新材料表面處理等多個(gè)領(lǐng)域做產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的研究和實(shí)施。
以上來自Industrial Laser Solutions、平安證券、上海證券、Mordor Intelligence等，由激光行業(yè)觀察編輯整理。
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