超快激光器作為超短脈沖激光器,憑借精加工、超短脈沖、超強特性以及能夠聚焦到超細微空間區(qū)域,加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響等優(yōu)勢,在工業(yè)微加工、科研應用、精準醫(yī)療、航空航天、增材制造等應用廣泛。
當前超快激光器在整個激光器市場中的占比還很低,不到 20%,還有較大的增長空間。隨著超快激光器技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,下游應用的持續(xù)放量,全球超快激光器有望快速發(fā)展,發(fā)展前景廣闊。
激光是二十世紀繼核能、半導體、計算機后又一重大發(fā)明,憑借其良好的單色性、方向性、亮度等特質(zhì)被廣泛應用于工業(yè)制造、生物醫(yī)療、軍事等領域。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。激光運轉(zhuǎn)方式是激光器的技術(shù)核心,按運轉(zhuǎn)方式分,主要可以分為連續(xù)激光器和脈沖激光器,超快激光器是超短脈沖激光器。
超快激光器增長空間還很大
激光具有方向性好、亮度高、單色性好及高能量密度等特點,歐美等發(fā)達國家最先開始將激光器用于加工制造等各行業(yè),隨后激光技術(shù)向發(fā)展中國家如中國等制造業(yè)大國轉(zhuǎn)移。
根據(jù) Laser Focus World 數(shù)據(jù)顯示,2013-2019 年全球激光器市場規(guī)模持續(xù)增長,2019 全球激光器市場規(guī)模為 147 億美元。2020 年雖然受到新冠疫情、一些地區(qū)經(jīng)濟衰退以及社會和政治動蕩影響,全球激光器市場仍然保持了較為穩(wěn)定的增長,Laser Focus World 初步估計 2020 年全球激光器市場總收入增長為 160 億美元,預計 2021 年市場表現(xiàn)更加強勁,收入增長率有望達到 15.5%,全球激光器行業(yè)市場規(guī)模達 185 億美元。
超快激光器主要是超短脈沖激光器,脈沖持續(xù)時間極短,瞬時功率極高,能量聚焦到極小的空間區(qū)域且不受脈沖重復頻率和平均功率影響,光束質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定,主要包括皮秒 ( 10-12s ) 激光器和飛秒 ( 10-15s ) 激光器和阿秒激光。全球超快激光器市場規(guī)模持續(xù)增長,2019 年全球超快激光器市場總額約為 16 億美元,2020 年全球超快激光器市場規(guī)模為 18 億美元。
超快激光技術(shù)逐漸得到突破從超快激光器技術(shù)發(fā)展來看,為提高脈沖激光器的輸出功率,增加能量密度,控制熱效應,行業(yè)研發(fā)了多種調(diào)制技術(shù),主要包括調(diào) Q 技術(shù)、鎖模技術(shù)、可調(diào)諧技術(shù)、啁啾脈沖放大技術(shù) ( 又稱 CPA 技術(shù) ) 及主振蕩功率放大技術(shù) ( 又稱 MOPA 技術(shù) ) 等。1985 年,超短脈沖 CPA 技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn),超快激光的研發(fā)和應用進入了一個新的階段。
與傳統(tǒng)長脈沖激光及連續(xù)激光不同,超快激光憑借先進的技術(shù)及優(yōu)秀的特性能解決許多常規(guī)方法難以達到的高、精、尖、硬、難等加工問題,實現(xiàn)超強的加工能力、加工質(zhì)量和加工效率。
超快激光應用需求不斷擴大從超快激光器應用來看,超快激光器憑借精加工、超短脈沖、超強特性以及能夠聚焦到超細微空間區(qū)域,以較低的脈沖能量獲得極高的峰值光強,加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響等優(yōu)勢,在工業(yè)微加工、科研應用、精準醫(yī)療、航空航天、增材制造等應用領域表現(xiàn)出色。
在工業(yè)微加工領域,超快激光器 ( 皮秒、飛秒激光器 ) 已經(jīng)開始大批量應用,應用方向更加明確,產(chǎn)品規(guī)格要求趨于明朗 ; 目前超快激光主要應用領域集中在脆性材料加工,諸如手機 LCD 屏異形切割、手機攝像頭藍寶石蓋板切割、手機攝像頭玻璃蓋板切割,特殊材料標記、防偽炫彩打標可追溯玻璃隱形二維碼打標,熱敏感薄膜材料加工、高性能 FPC 切割、OLED 材料切割打孔,太陽能 PERC 電池加工等應用。
在精準醫(yī)療領域,由于激光可以非常準確地聚焦在微小的區(qū)域,因此可以代替手術(shù)刀用于非常精確的外科手術(shù)進行組織的精細切割或破壞,醫(yī)療美容等。
在航空航天領域,超快激光具備效率高、能耗低、流程短、性能好、數(shù)字化、智能化等特點,在航空制造業(yè)中,激光技術(shù)扮演著越來越重要的角色?;诔旒す饧庸ぜ夹g(shù)原理和優(yōu)勢,其在航空制造中,目前應用領域主要集中難加工材料類的高性能零部件、超高精度類的高性能零部件以及跨尺度效應實現(xiàn)高性能的零部件等。
全球超快激光器有望快速發(fā)展隨著超快激光器技術(shù)的不斷發(fā)展成熟,下游應用的持續(xù)放量,超快激光市場還有較大的增長空間,根據(jù) Laser Focus World 統(tǒng)計與預測,2021 年全球激光器市場規(guī)模增速為 15.5%,全球超快激光器市場總額增速快于整個激光器市場增長速度,預計 2026 年全球超快激光器行業(yè)市場規(guī)模約為 54 億美元。
超快激光應用需求大,當前在激光器市場中的占比還很低,不到 20%,還有較大的增長空間,發(fā)展前景廣闊。更多數(shù)據(jù)請參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國超快激光行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》,同時前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)申報、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資、IPO 募投可研等解決方案。
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