超快激光趋势及代表厂商最全解读!

来源:激光行业观察    关键词:超快激光, 激光企业,    发布时间:2020-02-11

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一、什么是超快激光

激光器是激光的发生装置,主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。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。根据输出方式的不同,可将激光器分为连续激光器和脉冲激光器。

连续激光器可以在较长一段时间内连续输出激光,工作稳定、热效应高,其输出激光在稳定运行时的任何时刻都保持连续不中断。其一般用于金属材料的连续高速切割、焊接,以及表面热处理、激光熔敷等宏观加工。

脉冲激光器激光以脉冲形式,按照一定的频率、幅度、波形被调制后呈现周期性输出,每一个光脉冲周期内的最高功率即为脉冲光纤激光器的峰值输出功率。以脉冲形式输出激光,主要特点是峰值功率高、热效应小。特别适合于高精度打标、精密焊接、精密切割等微观领域加工。

超快激光的特点是脉冲时间极短和高峰值功率。超快激光属于脉冲激光的一种。根据激光峰值功率的定义,其为脉冲的能量除以脉冲的持续时间(脉宽)。单脉冲能量一般比较固定,为了获得高的峰值功率,主要是通过降低脉宽,即脉冲持续时间。根据脉冲时间的差异,脉冲激光器分为纳秒激光器、皮秒激光器和飞秒激光器。可以看到皮秒的时间为 10^-12秒,飞秒的时间为 10^-15秒,脉冲时间极短,所以称为超快激光。超快激光的快在于脉冲时间极短,目前超快激光器在研究上已经发展到阿秒级别。

超快激光的特点是脉冲时间极短和高峰值功率。随着脉冲能量急剧上升,高功率密度足以剥离外层电子。由于激光与材料相互作用的时间很短,离子在将能量传递到周围材料之前就已经从材料表面被烧蚀掉了,不会给周围的材料带来热影响,因此也被称为“冷加工”。不会出现加工面的熔融、裂缝现象。高精度、高质量、高分辨率,加工区域可小于焦斑尺寸,突破衍射极限。其主要优点包括:

①脉冲宽度很短。可以用于处理持续时间非常的物理化学过程。例如:瞬态成像、超快光开光、高速光通信。②光谱含量非常丰富。可以用于激光光谱检测。例如:脉冲整形、通信中的光谱编码。③峰值功率非常高。用于激光加工、激光医学手术、激光核聚变。

二、超快激光市场分析

根据 Mordor Intelligence 统计和预测,2018 年全球超快激光市场价值33.7亿美元,预计到2024年将达到128.2亿美元,CAGR 为25.02%。其中亚洲和欧洲市场将是市场增速最快的区域,潜在市场可观。

超快激光全球各区域增长率预测

(来源:Mordor Intelligence )

中国超快激光市场规模发展迅速。从我国市场规模来看,超快激光行业正处于快速发展阶段,根据中国科学院武汉文献情报中心发布的《2019中国激光产业发展报告》,2017年我国超快激光器市场约13.5亿元,预计2020年将超过50亿元。

2015-2020年中国超快激光器市场规模

(来源:Industrial Laser Solutions)

Bos Photonics咨询公司BO GU博士认为,光纤激光器现已成为中国材料加工的主要激光源,占据了60%以上的激光加工市场。价格下降的积极影响是迅速受到最终用户欢迎,激光应用迅速普及,尤其是在金属切割、打标和清洁方面。2018年,中国销售了30,000台中功率激光切割系统和6000台大功率激光切割系统,以及13万台激光刻印机。但是另一个值得注意的领域是主要由3C应用驱动的紫外(UV)激光器和超快激光器的快速增长。

激光行业观察认为,虽然超快激光器在工业激光市场总量中贡献还比较小,不到10%,但是其将成为未来增长最快的领域之一,而这背后则是消费电子、医疗器械等领域精密加工需求的增长,以及技术和工艺的不断成熟。

中国市场光纤激光器价格趋势

(来源:Industrial Laser Solutions)

另一方面,光纤激光器领域日益激烈的价格竞争,使得厂商除了不断向利润空间更丰厚的高功率领域加大投入之外,超快激光器也成为重要的选择之一。加之创业企业的不断加入,超快激光器领域正变得愈发“热闹”,成为近几年国内外展会重要关注的方向之一。

三、超快激光产业趋势及主要玩家

目前国内的超快激光器80%以上仍有赖进口,进口超快激光器在稳定性方面仍有一定优势,但价格较贵。从产业发展来看,海外激光企业仍主导着全球超快激光市场,包括德国通快(TRUMPF),美国相干(Coherent),美国IPG,丹麦NTK,美国MKS,法国Amplitude,美国Clark-MXR,立陶宛EKSPLA,美国IMRA America等公司。

据上海证券分析,国外超快激光器公司发展呈现两个格局:一是拥有自己的核心技术,后被激光行业的龙头企业收购,投入大企业的怀抱;二是自身独立发展。目前被大企业收购成为主流。主要在于超快激光企业一般属于初创企业,规模都不大,而且超快激光成本较高,初期应用有限。但激光行业龙头企业关注到超快激光较快的增长和市场潜力,纷纷通过并购进入到超快激光行业。例如:2018年德国通快收购了超短脉冲激光器制造商德国 AMPHOS 公司;相干公司 2015 年收购超短脉冲激光器 Raydiance 公司。

全球超快激光企业成立时间表及收购关系(来源:平安证券)

而其中独立发展的典型公司是法国的 Amplitude Laser Group 公 司。公司是是超快激光器在工业与科研领域的领跑者,成立于2001年,总部位于法国波尔多(Bordeaux),生产飞秒激光器和激光器系统,用于导体、平板显示、消费电子、医疗器械精密制造等工业领域。目前年销售额超 8000 万欧元。

为此,激光行业观察认为,在需求和资本的带动下,随着超快激光器、加工工艺及市场规模的不断成长,全球超快激光产业竞争将变得更加激烈,正如光纤激光器领域正在上演的情景一样。

全球主要USP激光器厂商

(来源:Industrial Laser Solutions)

反观国内市场,华日激光、贝林激光、安扬激光等优秀企业正成为超快激光领域的代表企业,但总体上国内超快激光器还处于发展初期。从产品的布局来看,目前大部分企业都已经具备皮秒激光的量产能力,逐渐提升皮秒激光器的功率。飞秒激光器目前主要为国外厂家为主,特别是紫外飞秒激光器为国外厂家控制和垄断,国内目前部分企业已经突破紫外飞秒激光器的研发生产制造。国内主流超快激光器厂商主要如下:

武汉华日精密激光股份有限公司

公司是华工科技旗下的一家先进固体激光器专业制造商,专业从事全固态激光器的研发和制造,公司成立于 2009 年,全系列激光器产品均具有自主知识产权。公司主要由三位国家千人计划专家领衔产品研发工作,研发出纳秒级-皮秒级-飞秒级等多种脉宽,红外-绿光-紫外等多波段的固体激光器产品。

武汉安扬激光技术有限责任公司

公司主要从事飞秒光纤激光器和超连续谱光源研发和生产的高新企业。公司成立于 2010 年,主要从事高功率皮秒,飞秒光纤激光器和超连续谱光源的研发、生产和应用。安扬激光已成功推出皮秒,飞秒脉冲光纤激光器和超连续谱激光器等系列产品。

青岛自贸激光科技有限公司

公司是由武汉虹拓新技术有限公司与青岛自贸发展集团共同创立的高新技术企业,坐落于青岛自贸激光产业园,是专业从事超快光纤激光器、核心器件及装备的研发、生产、应用和销售的激光器和激光器装备的制造商。

公司依托专业的科技研发力量,围绕超快激光产业,重点发展飞秒激光技术的生产应用,形成以超快激光为主的光电科技产业集群,带动区域经济发展及产业转型升级。

英诺激光股份有限公司

公司成立于2011年,是国家高新技术企业,总部位于深圳市南山区科技园,专注于微加工领域激光器的研发、生产、销售及以激光模组形式为客户提供定制化微加工解决方案。

广东华快光子科技有限公司

公司成立于2012年7月,是通过产学研一体化,进行超短脉冲光纤激光器研发和生产的高新企业,专注于超快激光光源的研制及高端工业激光解决方案服务。产品广泛应用于精密微纳加工、3C加工、精密医疗器械等多个领域,如超薄玻璃、OLED、FPC柔性线路板、半导体晶圆等。

苏州贝林激光有限公司

公司成立于2007 年,致力于研发、生产、销售各类工业级固体激光器及超短脉冲激光器。公司现在的产品主要有纳秒激光器、皮秒激光器和飞秒激光器三大系列。

南京诺派激光技术有限公司

公司是一家由多位留学归国博士领创的国家级高新技术企业。公司主要从事全波段、高可靠性超短脉冲激光器的研发、生产,以及高端激光器在工业精密加工和智能传感领域的应用开发。

深圳市大族激光科技股份有限公司

公司1996年创立于中国深圳,是亚洲最大、世界排名前三的工业激光加工设备生产厂商。公司于2004年在深圳证券交易所上市。目前全球员工超过1万人,总资产逾180亿元。大族激光是全球仅有的几家能做到垂直整合的公司,拥有自主激光器、数控系统、软件、光源以及功能部件等技术。飞秒激光器一直是大族激光旗下激光光源事业部的重点研究方向,2018年成功推出固体皮秒激光器和20W飞秒激光器,截止2019年底,公司已经实现100余台超快激光器销售。

北京卓镭激光技术有限公司

公司成立于2014年8月,是一家从事超快、超强激光器设计研发及生产制造的硬科技企业,主要产品包括工业超快激光器系列、脉冲大能量激光器系列、二极管泵浦激光器系列、医美专用OEM激光器系列、定制激光器等,可应用于科学研究、工业加工和医疗美容等领域。

天津凯普林激光科技有限公司

公司自主研发工业级超快激光器。目前产品主要是飞秒,但是今后可能也会研发生产皮秒激光器。我们的超快激光器覆盖近红外到紫外共4个波段:1.5微米、1微米、绿光、及紫外,以满足不同客户的需求。一方面充分利用凯普林的平台和渠道,另一方面以一个全新的团队来开拓这块业务。公司的目标是成为国内最好的超快激光器供应商,为我们的客户提供性价比最高、客户服务最好的产品。

上海朗研光电科技有限公司

公司是一家从事超灵敏光电探测设备和高端光纤激光器生产研发的企业。公司成立于 2009年,具备齐全的光电测试设备和多条装配生产线,拥有高度精英化的研发团队。朗研光电推出的光纤激光器脉冲宽度涵盖从连续到飞秒,波长覆盖从紫外到红外,并能提供多波长同步输出,配合激光放大模块可实现平均功率定制。

苏州帕沃激光科技有限公司

公司是专业的激光器制造商,由激光行业从业数十载的高级工程师、博士团队共同创立,是先进固体激光器及其应用系统的专业生产商,生产目前技术先进的全固态皮秒激光器、红外纳秒激光器、绿光激光器、紫外激光器,产品在消费类电子品、太阳能电池硅片和微晶玻璃等的加工方面具有独特的优势。

罗根激光科技(武汉)有限公司

公司 2017年成立于武汉的光谷。主营业务集中在“先进固体超快激光器"和“激光精密加工解决方案”的研发、生产和销售。公司20瓦紫外和70瓦绿光激光器都达到国内领先水平。

北京国科世纪激光技术有限公司

公司是中国科学院控股的高端半导体泵浦激光器和固体激光器专业生产商。公司具有半导体泵浦激光器批量生产能力,并拥有紫外激光器、绿光激光器、红外激光器和皮秒激光器批量生产线。建有“半导体泵浦激光产品质量检验中心”,拥有国内一流的检测设备。公司具有强大的研发能力,是“国家半导体泵浦激光工程技术研究中心”、北京市科委认定的“北京市科技研发机构”、“先进半导体泵浦激光技术北京市国际科技合作基地”及北京市市级“半导体泵浦激光技术工程中心”、国家人事部认定的“中关村科技园区海淀园企业博士后工作站分站”。

盐城物科光电有限公司

公司于 2014 年 5 月成立,依托中国科学院物理研究所及北京物科光电技术有限公司的技术优势,致力于超快激光器、窄线宽激光器等高端激光产品设备的研发与生产。

杭州奥创光子技术有限公司

公司成立于2018年6月,是一家专业从事超短脉冲激光光源、超短脉冲激光功能模块的集研发、生产、销售与系统、应用解决方案为一体的高新技术企业。拥有专业化的人才团队,掌握超短脉冲激光关键技术。

北京赢圣科技有限公司

公司是国家高新技术企业,致力于商用超快激光产品开发。公司于2015年5月在北京注册,2018年国家高新技术企业。公司拥有工业产品领域国内外高级产品专家,在商用激光产品的设计、制造、检测以及应用等方面具备完备、先进的经验。

中山铟尼镭斯科技有限公司

公司是一家集研发、生产、销售于一体激光产业技术型公司;我们具有一批高端光纤激光技术创新的科研技术团队,超快光学技术是我们的业务基石,目前主要致力于研究高亮度超短脉冲激光器,高功率飞秒激光器及其衍生系统的开发及产业化应用,拥有诸多激光器的核心技术和专利,同时具备工业级精密激光设备、组件的系统研发、生产能力。

北京国科世纪激光技术有限公司

公司始建于2002年,是中国科学院控股的高端半导体泵浦激光器和固体激光器专业生产商,具有半导体泵浦激光器批量生产能力,并拥有紫外激光器、绿光激光器、红外激光器和皮秒激光器批量生产线。公司总部位于北京,并在天津建立生产基地、深圳设立华南办事处。

北京中科思远光电科技有限公司

公司是一家坐落在北京中关村高新科技园区的高新技术企业。公司以高功率、多波长固体激光器为主导产品,已形成集产品研发、生产和销售为一体的产业化实体。公司产品以固体激光器为主,包括:脉冲紫外固体激光系统、全固态红、绿、蓝激光器、高功率激光系统、单纵模激光器、光参量激光器(OPO)、可调谐激光器、高功率激光系统、PIV片光源、皮秒激光器,及特种激光器,同时公司还生产和销售大功率工业激光加工系统等。

北京铟尼镭斯技术有限公司

公司成立于2011年,公司位于顺义区空港工业园区融慧园,分别与北京大学、华南师范大学合作设立“产、学、研”实验室;是一家专业从事激光器及其相关配套设备的研发、生产和销售为一体的研发型激光器制造商。公司拥有多项自主知识产权和获多项国家专利的超短脉冲光纤激光器、光纤放大器等产品。产品主要应用于科研、精密测量、航天、电子、国防及工业加工等诸多领域。

北京科益虹源光电技术有限公司

公司于2016年7月成立,是国科光电科技的全资子公司,中国唯一从事光刻准分子激光技术研究以及产品开发的企业。其自主研发的准分子激光技术及产品打破了国外技术垄断,成为国内高水平的专业准分子激光技术解决方案提供商。

苏州德龙激光股份有限公司

公司成立于2005年,位于苏州工业园区,由中、澳两方投资创立,致力于研发、生产和销售各类高端工业应用激光设备,尤其是基于紫外激光和超短脉冲激光技术的设备,公司产品已被广泛应用于半导体、显示、精密电子、高校科研和新能源等精密加工领域。

杭州奕力科技有限公司

公司是一家以研发和生产“高功率飞秒激光器”为主营业务的高科技企业,致力于为客户提供最优的激光器解决方案。公司不但掌握了先进的飞秒激光技术,更有强大工程化经验,可以为客户提供技术指标领先、使用稳定可靠的飞秒激光器产品。

深圳瑞丰恒激光技术有限公司

公司创立于2007年,目前拥有一支由清华教授、博士组成的顶级激光器研发团队。公司研发的飞秒激光器,采用独特的激光腔型设计,声光调Q技术,及高精度冷却系统,体积小,集成高。具有较短的脉冲宽度,优越的光束质量和完美的光斑特性。

广州安特激光技术有限公司

公司位于广州科学城,是以留学回国博士为主体、由新加坡新特集团在广州投资兴建的高新技术企业,自成立以来,聚集了大量技术专家,以市场为导向,推出了声光电光系列产品如声光/电光Q开关、声光/电光调制器等;激光器如超快激光器、可调谐激光器、单纵模激光器等为多种应用提供全套解决方案。

飞秒激光研究中心(广州)有限公司

公司是一家专注于飞秒激光技术产业化应用的创新型创业公司,致力于将飞秒激光技术独特、优秀的性能,在包括医疗健康、工业4.0及新材料表面处理等多个领域做产业化应用的研究和实施。

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