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電子加工新聞

中國(guó)激光晶體行業(yè)研究報(bào)告2

武漢.中國(guó)光谷激光 來(lái)源:廣東星之球2011-03-11 我要評(píng)論(0 )   

第二章 激光晶體行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 第一節(jié)行業(yè)發(fā)展歷程和發(fā)展特點(diǎn) 2.1.1 行業(yè)發(fā)展歷程 激光材料是激光技術(shù)發(fā)展的核心和基礎(chǔ),意義重大。 1960 年美國(guó)海軍休斯試驗(yàn)室的...

第二章 激光晶體行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

第一節(jié)行業(yè)發(fā)展歷程和發(fā)展特點(diǎn)

2.1.1 行業(yè)發(fā)展歷程

激光材料是激光技術(shù)發(fā)展的核心和基礎(chǔ),意義重大。1960年美國(guó)海軍休斯試驗(yàn)室的希爾多梅曼(Theodore H. Maiman)研制成功了世界第一臺(tái)人造紅寶石(Cr3+A1203)晶體激光器,標(biāo)志著量子電子學(xué)進(jìn)入了光頻階段;1964年誕生了摻釹的釔鋁石榴石晶體(NdYAG),激光晶體開(kāi)始大力發(fā)展;80年代可調(diào)諧范圍為660 - 1100nm的摻鈦藍(lán)寶石晶體(TiA1203)問(wèn)世,超短、超快和超強(qiáng)激光已成為可能,飛秒(fs)激光科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展、并滲透到各個(gè)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用學(xué)科領(lǐng)域;80年代后期隨著作為泵浦源的半導(dǎo)體激光二極管(LD)技術(shù)和產(chǎn)品的飛速發(fā)展,給激光晶體的研究帶來(lái)復(fù)蘇;90年代摻釹的釩酸釔晶體(NdYV04)研制成功,使激光晶體的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期。

激光晶體行業(yè)經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展,已經(jīng)滲透到了各個(gè)學(xué)科與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。迄今為止,已研究過(guò)的#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#激光晶體在幾百種以上,其中包括氟化物、復(fù)合氟化物、氧化物、復(fù)合氧化物、無(wú)機(jī)鹽類、自激活、自倍頻、色心等系列激光晶體。

目前,世界上使用最多的激光晶體主要有如下幾種:

圖表 5:主要激光晶體及其基本性能列表

晶體

振蕩波長(zhǎng)(mm

工作溫度(K

閥值能量(mw

泵浦波長(zhǎng)(mm

Al2O3Cr3+

0.6929

300

100

0.35-0.69#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

YAlO3Nd3+

1.34

300

38

0.5-0.9

Y3Al5O3Nd3+

0.946

300

38

0.4-0.9

1.0642

300#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

 

0.5-0.9

LiF4Nd3+

1.0471

300

 

0.1-0.9

YVO4Nd3+

1.0664

300

60

0.5-0.9#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

資料來(lái)源:********統(tǒng)計(jì)整理

2.1.2、行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)

2.1.2.1 行業(yè)的發(fā)展空間

激光晶體的主要應(yīng)用領(lǐng)域是固體激光器,作為產(chǎn)生受激輻射躍遷的工作物質(zhì),激光晶體中的摻雜離子能級(jí)結(jié)構(gòu)決定了激光器的波長(zhǎng),基質(zhì)的晶格結(jié)構(gòu)及其宏觀物理、化學(xué)性能決定了激光器的輸出性能??梢哉f(shuō),激光晶體在很大程度上左右著固體激光器的發(fā)展。因此,在分析激光晶體行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)前,有必要對(duì)各種類型激光器的特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行簡(jiǎn)要分析梳理。

激光(Laser)的全名為受激輻射的光放大(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation),是人類二十世紀(jì)自然科學(xué)的重大發(fā)明之一,是自然界并不存在的一種新型光源。與其他光源相比,它具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性四大特點(diǎn),這四個(gè)特點(diǎn)決定了激光技術(shù)在科技、工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)和日常生活中的廣闊應(yīng)用領(lǐng)域。比如,利用其高亮度和高方向性,人們將激光技術(shù)用于工業(yè)材料加工、醫(yī)療、測(cè)距、制導(dǎo)、定向能武器等,而激光的高單色性和高相干性,則使其在通訊、顯示、測(cè)量、全息等領(lǐng)域大顯身手。

按產(chǎn)生激光的工作物質(zhì)物態(tài)的不同,激光器基本可分為五類:固體激光(晶體/玻璃/光纖)、氣體激光(原子氣體、離子氣體、分子氣體、準(zhǔn)分子氣體等)、液體激光(有機(jī)染料、無(wú)機(jī)化合物)、半導(dǎo)體激光、自由電子激光。其中,在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛使用的分別是:半導(dǎo)體激光器、所有類型的固體激光器、氣體激光中的分子和準(zhǔn)分子激光器。如果按激勵(lì)方式分類,則主要是光泵式、電激勵(lì)和化學(xué)激勵(lì)等三種,其中,幾乎所有的固體和液體激光器,以及少量的氣體和半導(dǎo)體激光器采用光泵方式激勵(lì),而大部分氣體和半導(dǎo)體激光采用電激勵(lì)方式。

如果按照目前市場(chǎng)銷售規(guī)模分類,則半導(dǎo)體激光是目前全球使用量和市場(chǎng)規(guī)模最大的激光應(yīng)用,主要用于通訊、存儲(chǔ)、顯示、醫(yī)療、固體激光器泵浦源等領(lǐng)域,而固體激光器和氣體激光器次之,其他類型的激光主要是作為科學(xué)研究,使用量極其有限。下面我們著重分析在工業(yè)加工、軍事科研等領(lǐng)域中大量應(yīng)用的激光晶體固體激光器、光纖固體激光器和氣體激光中的CO2激光器。

激光晶體固體激光器,作為眾多激光技術(shù)研究和工程開(kāi)發(fā)中的佼佼者,主要采用閃光燈泵浦和半導(dǎo)體激光泵浦兩種光泵方式,為以YAG系列基質(zhì)為主的稀土摻雜激光晶體提供能源,常用的輸出基波波長(zhǎng)為1.06um,能夠?qū)崿F(xiàn)大能量、高功率和高重復(fù)頻率運(yùn)轉(zhuǎn),并可通過(guò)串聯(lián)、主振功率放大(#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#MOPA)、再生放大、啁啾放大等技術(shù)有效提高輸出能量水平。在采用調(diào)Q、腔倒空、鎖模等技術(shù)后,可極大的壓縮激光脈沖的寬度,實(shí)現(xiàn)納秒、皮秒甚至窄至飛秒級(jí)的脈寬,分別提供兆瓦、吉瓦和太瓦級(jí)的極高峰值功率。并通過(guò)倍頻、和頻、光參量振蕩、拉曼頻移等非線性光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)從200nm紫外到1.5um人眼安全等波長(zhǎng)的變換。特別是隨著半導(dǎo)體激光器的產(chǎn)業(yè)化,采用半導(dǎo)體激光泵浦固體激光技術(shù)(DPSSL)的全固態(tài)激光器技術(shù)飛速發(fā)展并日益普及,有效地降低了激光晶體的熱效應(yīng)和使用成本、提高了轉(zhuǎn)換效率,使用端泵、側(cè)泵以及盤片激光泵浦等多種方式,在高光束質(zhì)量、大能量、高功率方面取得平衡,國(guó)外已實(shí)現(xiàn)10KW級(jí)、國(guó)內(nèi)5KW級(jí)的1064nm紅外、200W 532nm綠光以及20W 355nm紫外激光的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。這一系列的特點(diǎn),決定了采用激光晶體的固體激光器在軍事、工業(yè)、顯示、科研等領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用范圍和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

光纖激光器是指采用摻稀土元素的玻璃光纖作為增益介質(zhì)的光波導(dǎo)固體激光器,在通訊用光纖放大器(EDFA)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),均采用半導(dǎo)體激光泵浦技術(shù)、大功率雙包層光纖作為導(dǎo)光和增益介質(zhì)、波導(dǎo)結(jié)構(gòu)光纖作為腔鏡熔接形成諧振腔,具有泵浦波長(zhǎng)匹配簡(jiǎn)單、效率高、尺寸小、重量輕、成本低、可靠性高、永不失調(diào)等優(yōu)點(diǎn),特別是由于光纖芯徑自身的限制,使光纖激光器比較容易控制光束質(zhì)量,因而光纖激光器大都具有同等輸出功率下較好的光束質(zhì)量,同時(shí),激光功率的增加可以方便地采用增加光纖長(zhǎng)度的辦法實(shí)現(xiàn),目前光纖激光器的輸出功率已超過(guò)千瓦,并可通過(guò)光纖合束實(shí)現(xiàn)萬(wàn)瓦級(jí)輸出。在工業(yè)加工領(lǐng)域,已開(kāi)始在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,如金屬打標(biāo)、雕刻、切割、金屬/非金屬鉆孔、焊接等,同時(shí)在激光武器應(yīng)用方面得到強(qiáng)烈關(guān)注。

CO2 激光器是目前應(yīng)用最廣泛的氣體激光器,由于氣體的可流動(dòng)性,不會(huì)過(guò)多受制于增益介質(zhì)的體積,因此具有平均輸出功率高、每瓦成本低、光束質(zhì)量較好等特點(diǎn),同時(shí)由于激光波長(zhǎng)為10.6um,在非金屬材料加工方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),目前CO2激光器絕大多數(shù)應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,且主要集中于包裝、皮革等非金屬材料標(biāo)刻、雕刻等行業(yè)的10-30W中小功率射頻激勵(lì)CO2管,和切割、焊接應(yīng)用的快軸流、慢軸流、橫流放電的1KW - 6KW級(jí)高功率激光器。

由于波長(zhǎng)、激光輸出特性的不同,導(dǎo)致上述三種激光器在技術(shù)成熟度、發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域各有所不同,簡(jiǎn)要對(duì)比如下

1)技術(shù)與發(fā)展方面#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

固體激光技術(shù)是激光發(fā)明以來(lái),開(kāi)發(fā)和研究最為全面廣泛和成果最為豐富的激光技術(shù),并在理論研究、工程設(shè)計(jì)、制造工藝、配套元器件甚至專業(yè)設(shè)計(jì)軟件等方面形成了完整體系,并繼續(xù)深化和細(xì)化。僅在全固態(tài)激光器方面,以應(yīng)用為牽引,就陸續(xù)研發(fā)出各種新型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光泵浦技術(shù),如工業(yè)、科研中兼具端泵和側(cè)泵優(yōu)勢(shì)的薄片激光技術(shù),軍事科研領(lǐng)域的熱容激光、多程激光放大、板狀NdYAG角耦合技術(shù),在微加工領(lǐng)域的全固態(tài)的深紫外激光倍頻技術(shù)、工業(yè)皮秒激光技術(shù)和工藝、飛秒激光技術(shù),在激光顯示領(lǐng)域,高效微片三原色激光技術(shù)的開(kāi)發(fā),使顯示領(lǐng)域逐步進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。目前多波長(zhǎng)、高效率、高功率和大能量的固體激光器以及飛秒超快脈沖的光與物質(zhì)相互作用機(jī)理和加工工藝研究等均為整個(gè)激光界的研究前沿和開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。

但隨著應(yīng)用的深入,固體激光器的發(fā)展亦存在一些制約因素,如技術(shù)難度大、光學(xué)分立元件多、調(diào)試維護(hù)工作量大、熱管理困難等,因此,世界著名商用激光器公司:美國(guó)CoherentNewport、JDSU等投入大量資源,研制采用Nd:YAG薄片激光器作種子源、光纖激光作為功率放大以及光子超快光纖做種子源、一到兩級(jí)NdYAG晶體作為能量放大的所謂“混合”泵浦技術(shù),即利用了光纖激光光束質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn),又發(fā)揮了激光晶體儲(chǔ)能高、能量大的特色。另外,按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化制造流程,開(kāi)發(fā)各種免調(diào)試、集成制造等專利工藝技術(shù),以增強(qiáng)固體激光器的可靠性和免維護(hù)性。

CO2激光器由于平均輸出功率高,原理技術(shù)成熟,研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)主要集中在激光器制造工藝、可靠性工程設(shè)計(jì)、提高運(yùn)行壽命、加工工藝研究以及降低成本等方面,近30年來(lái),CO2激光器件的有關(guān)工藝技術(shù)在國(guó)外已達(dá)到相當(dāng)高的水平,如德國(guó)的TRUMPH、ROFIN-SINAR等公司的工業(yè)級(jí)CO2激光器輸出功率可達(dá)到6KW,美國(guó)的Coherent、Synard公司的100W以下功率激光器一次充氣壽命可達(dá)到8000小時(shí),但國(guó)內(nèi)在這些方面差距較大,目前國(guó)產(chǎn)高功率CO2激光器輸出功率為3KW,#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#100W以下的射頻激勵(lì)CO2激光器工藝技術(shù)尚未過(guò)關(guān),無(wú)法提供商用。同時(shí),CO2激光器的紅外波長(zhǎng)使之無(wú)法有效采用光纖傳輸,這于目前強(qiáng)調(diào)柔性化、靈活制造的趨勢(shì)不符,是其與固體激光和光纖激光競(jìng)爭(zhēng)時(shí)的一大主要劣勢(shì)。隨著全固態(tài)激光和光纖激光技術(shù)的崛起和發(fā)展,在部分領(lǐng)域已開(kāi)始取代CO2激光器,如聚合物加工、塑料/金屬焊接、金屬切割、表面處理等應(yīng)用中。

光纖激光器技術(shù)被譽(yù)為第三代的固體激光技術(shù),在光束質(zhì)量、高效、穩(wěn)定性和小體積等方面有著極強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。光纖激光器本質(zhì)上有別于其它類型的激光器:在光纖激光器中,產(chǎn)生激光的激活介質(zhì)實(shí)際上散布在光纖自身內(nèi)部。這一特點(diǎn)將其與通過(guò)光纖傳導(dǎo)的固體激光器區(qū)別開(kāi)來(lái),后者只是簡(jiǎn)單地將光束從激光諧振腔通過(guò)光纖傳輸?shù)綄?dǎo)光元件上。隨著高功率雙包層光纖技術(shù)的突破,使光纖激光器輸出功率達(dá)到單束KW級(jí)輸出。光子光纖的出現(xiàn),又使光纖激光技術(shù)向超快和超連續(xù)譜輸出等前沿科學(xué)研究領(lǐng)域邁進(jìn)。如世界最大的專業(yè)光纖激光器公司:美國(guó)IPG公司已可提供高達(dá)數(shù)千瓦級(jí)功率的激光器,并通過(guò)并聯(lián)將多模光纖激光器的輸出功率放大至50千瓦以上,同時(shí)通過(guò)借鑒固體激光中的MOPA技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)十毫焦量級(jí)的納秒脈沖能量輸出。目前,光纖激光技術(shù)已得到飛速發(fā)展,并在激光加工(laser oem)、光通訊、生物技術(shù)、軍事等領(lǐng)域得到高度重視和發(fā)展,開(kāi)始侵蝕或部分取代全固態(tài)激光器和CO2激光器傳統(tǒng)應(yīng)用的市場(chǎng)份額。

但是,光纖激光技術(shù)自身也存在不少制約其發(fā)展的問(wèn)題,其中最關(guān)鍵的是光纖激光無(wú)法提供較大脈沖能量和高峰值功率輸出,由于玻璃光纖的芯徑和物理性質(zhì)限制、熱負(fù)荷以及低增益特點(diǎn),大能量激光將導(dǎo)致自身的損毀,同時(shí)隨著輸出功率的提升,光纖將產(chǎn)生光致吸收效應(yīng)和受激拉曼散射(SRS)的影響,嚴(yán)重影響激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。另外一個(gè)不容忽視的問(wèn)題是,目前全球光纖激光技術(shù)和產(chǎn)品工藝技術(shù)主要掌握在美國(guó)IPG和英國(guó)SPI公司手中,由于專利的保護(hù),使其處于事實(shí)上的技術(shù)和市場(chǎng)壟斷地位,這并不有利于光纖激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

總之,三種類型的激光器不論在技術(shù)上,還是在應(yīng)用上,即相互競(jìng)爭(zhēng),又互相借鑒融合,共同促進(jìn)了激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2)市場(chǎng)應(yīng)用方面

自第一臺(tái)紅寶石激光器問(wèn)世,固體激光器就一直占據(jù)了激光器發(fā)展的主導(dǎo)地位,特別是在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的半導(dǎo)體激光器以及在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)的全固化固體激光器更因?yàn)轶w積小、重量輕、效率高、性能穩(wěn)定、可靠性好和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為光電行業(yè)中最具發(fā)展前途的領(lǐng)域。目前世界范圍內(nèi)銷售的商品固體激光器已有#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#500余種,但從1998年開(kāi)始,固體激光器中的Nd:YAG激光器的市場(chǎng)占有率和銷售額已升為第一位。近年來(lái)由于大功率激光二極管制造工藝的成熟和生產(chǎn)成本的降低,使二極管泵浦固體激光器的研究得到了飛快的發(fā)展,且已正式進(jìn)入商品化。世界著名的激光公司Rofin-Sinar所銷售的激光工業(yè)加工設(shè)備中60%已是二極管泵浦的固體激光器。

根據(jù)《Laser Focus World》報(bào)道,2002年全球商用激光器產(chǎn)值為43億美元,其中,非二極管激光市場(chǎng)為44%,預(yù)計(jì)2003年全球商用激光產(chǎn)值48億美元,其中非二極管激光市場(chǎng)占領(lǐng)41%。表一、二和三分別給出了近幾年來(lái)全球商用激光市場(chǎng)的情況。可以看出,在全固化固體激光器中,二極管泵浦固體激光器仍然占主導(dǎo)地位。從2002年的銷售到2003年的銷售預(yù)測(cè)來(lái)看,全球非二極管激光產(chǎn)值平均增長(zhǎng)為5.9%,燈泵浦固體激光器增長(zhǎng)為5.83%,而二極管泵浦固體激光器增長(zhǎng)卻高達(dá)12%,表明全固化固體激光器正快速增長(zhǎng),逐步在市場(chǎng)中成為主導(dǎo)產(chǎn)品。表四給出了1999-2001年國(guó)內(nèi)激光產(chǎn)品的銷售情況,可以看出,固體激光器銷售額遠(yuǎn)大于氣體激光器的銷售額,但全固化固體激光器的銷售額未見(jiàn)報(bào)道,其研究和開(kāi)發(fā)還遠(yuǎn)落后于世界水平,其主要原因應(yīng)歸咎于我國(guó)大功率半導(dǎo)體激光器水平的落后。

表一、 全球商用激光器市場(chǎng)(億美元)

1999

2000#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

2001

2002

2003

49

88

56

43

48

表二、 全球二極管激光在全固化固體激光器中的應(yīng)用(美元)

 

1999#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

2000

2001

2002

2003

千臺(tái)

51.8

71.4

88.8

122.8

144.1

百萬(wàn)美元#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

53.6

85.0

100.0

118.6

135.1

表三、全球非二極管激光器市場(chǎng)

 

燈泵浦

流動(dòng)CO2

準(zhǔn)分子

二極管激光

封離式CO2#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

合計(jì)

2002年(億美元)

6.18

4.35

3.75

1.92

1.12

18.8

2003年(億美元)

6.54

4.57

4.01

2.15#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

1.12

19.9

2002年(臺(tái))

13281

2960

1405

9278

12355

113021

2003年(臺(tái))

13880

3110

1630#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

10430

12565

112506

表四、1999-2001年全國(guó)激光產(chǎn)品銷售額按主要激光器件分類統(tǒng)計(jì)(萬(wàn)元人民幣)

類別

1999

2000

2001

銷售額

增長(zhǎng)率#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

銷售額

增長(zhǎng)率

銷售額

增長(zhǎng)率

氦氖激光器及應(yīng)用

1926.3

-32.7%

2179.6

13.2%

2634.45

20.9%#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

CO2激光器及應(yīng)用

12018.9

38.7%

15201.8

26.5%

31942.5

110.1%

YAG激光器及應(yīng)用

25635.1

-4%

49639#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

93.6%

66288.6

33.5%

半導(dǎo)體激光器及應(yīng)用

39249.4

164.6%

67612.6

72.3%

156974.8

132.2%

 

以下兩圖是#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#2005年全球工業(yè)激光的銷售和應(yīng)用分布

 



 

隨著上述三種激光器技術(shù)和工藝的成熟,激光在各領(lǐng)域的應(yīng)用日益普及,特別是在激光加工(laser oem)、光通訊、激光武器等領(lǐng)域。由于具有能量集中、易于操作、柔性高、高效率、高質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn),激光加工(laser oem)技術(shù)迅速在汽車、電子、航空航天、機(jī)械、冶金、鐵路、船舶等工業(yè)部門廣泛普及,幾乎涵蓋了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有領(lǐng)域,被譽(yù)為“制造系統(tǒng)共同的加工手段”。

如今在市場(chǎng)銷售份額中,固體激光器的應(yīng)用數(shù)量是最高的,其次是CO2和光纖激光器。在銷售金額中,則CO2激光器最高、固體激光和光纖次之。從增長(zhǎng)速率看,光纖激光由于基數(shù)較低,近年來(lái)增長(zhǎng)速度驚人,即使2009年全行業(yè)下滑時(shí),它仍增長(zhǎng)約70%,其次是全固態(tài)固體激光器,基本保持20%左右的增長(zhǎng)率,而CO2激光器銷售增長(zhǎng)則相對(duì)穩(wěn)定,約在5-10%之間。

作為激光技術(shù)的后起之秀,光纖激光器正全面進(jìn)入激光應(yīng)用最重要的激光加工(laser oem)領(lǐng)域,根據(jù)LFWILS的數(shù)據(jù),光纖激光器、燈泵固體激光和全固態(tài)激光在加工領(lǐng)域的銷售數(shù)量上比率是4:3.1:2.9;但是工業(yè)大功率激光的中高端市場(chǎng):激光鈑金切割/焊接應(yīng)用領(lǐng)域:CO2激光、燈泵、光纖、全固態(tài)的平均銷售價(jià)格分別是15:6.5:2.9:2.2萬(wàn)美元。在加工系統(tǒng)的客戶端,客戶更關(guān)注的是激光的加工效果、效率、價(jià)格和使用成本等因素,而對(duì)具體采用何種激光技術(shù)并不重視,這就需要加工系統(tǒng)供應(yīng)商綜合平衡可行性、效率、利潤(rùn)后再選擇使用何種激光器。因此,盡管光纖激光在這一應(yīng)用中具有技術(shù)優(yōu)勢(shì),但實(shí)際使用中仍然更多地采用CO2、全固態(tài)甚至燈泵激光。在激光焊接領(lǐng)域,由于過(guò)高的光束質(zhì)量導(dǎo)致激光焦點(diǎn)能量太過(guò)集中,容易使焊接過(guò)程變成穿孔,效果反而不如光束質(zhì)量較差的燈泵NdYAG固體激光器,這一現(xiàn)象在激光打標(biāo)領(lǐng)域也有體現(xiàn),如,光纖激光器光束質(zhì)量極好,非常有利于精細(xì)標(biāo)刻,但卻因此帶來(lái)焦深的縮短,不利于非平面工件的高速打標(biāo)或?qū)ぷ髌脚_(tái)提出過(guò)高要求,另外,由于光纖端面顯而易見(jiàn)的脆弱性,加工時(shí)的材料后向反射容易損傷光纖自身,導(dǎo)致光纖激光的免維護(hù)特性變成無(wú)法維護(hù),這大大限制了光纖激光器在金屬打標(biāo)市場(chǎng)的應(yīng)用。

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#另一個(gè)對(duì)光纖激光應(yīng)用不利的因素則來(lái)自于公司戰(zhàn)略,由于目前商用光纖激光技術(shù),特別是大功率雙包層光纖技術(shù)和工藝,把持在極少數(shù)的1-2家公司中,導(dǎo)致系統(tǒng)利潤(rùn)更多地集中于激光器,而不是加工系統(tǒng),使得眾多系統(tǒng)集成供應(yīng)商采用光纖激光技術(shù)的意愿不強(qiáng)烈,尤其是類似德國(guó)TRUMPH、ROFINE-SINAR等工業(yè)加工巨頭,寧愿自己投資開(kāi)發(fā)全固態(tài)的盤片激光技術(shù)和器件以及完善高功率CO2激光器,而不是采購(gòu)IPG公司的高功率光纖激光器,從IPG公司和整個(gè)光纖激光器的銷售數(shù)據(jù)就見(jiàn)端倪,如2005年全球光纖激光器銷售額1.23億美元,IPG一家公司即占去0.94億美元,可見(jiàn)其市場(chǎng)壟斷地區(qū)??梢灶A(yù)見(jiàn),如果這一現(xiàn)象不能改觀,加上光纖激光固有的一些技術(shù)劣勢(shì),將會(huì)大大阻礙光纖激光技術(shù)的推廣和普及。

 

 

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