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“日新月异”的激光产业充实着人类生活

来源:仪表网2020-05-15 我要评论(0 )   

激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”和“奇异的激光”。近年来,随着社会科研技术的进...

激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”和“奇异的激光”。近年来,随着社会科研技术的进步,激光技术的应用领域逐渐拓宽,在国内乃至全球范围都已经延伸到了工业甚至人们生活的各个方面。激光技术对人类活动的影响较大,其中光通信领域、材料加工领域、准分子印刷领域、数据存储领域、医疗美容领域等领域的市场规模扩大明显。

国内激光市场现状

中国的激光市场整体起步较晚,但随着我国企业努力突破激光器核心技术,实现激光器和核心光学器件的规模化生产,从而推动光学原材料成本下降,我国激光设备的容量呈现出递增的趋势。据统计,2019年中国激光设备销售收入达到917亿元,同比增长25.7%。

激光技术作为国际范围内公认的先进制造加工技术之一,目前广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗美容、3D传感、军事、文化教育以及科研等方面。且因为形势良好与前景广阔而让许多人前赴后继地加入投资行列,因此大量资金与人才被引入激光领域。由此可见,激光产业正由原本一个非常“小众”的市场变得越来越“大众化”。据了解,我国激光下游市场占激光产业总市场量的38%。

激光行业市场的发展趋势

首先我们要知道,激光产业链可分为以下几个方面:上游光学材料和元器件、中游激光器以及下游广泛应用于各个领域的激光加工设备。而其中激光器作为激光设备核心的光学组件,是整个产业链条的价值高地。目前,激光器正在向着“更快、更高、更好、更短”这四大方向发展。

1.超快激光器更适用于工业生产

据了解,我国的飞秒脉冲激光器的研究仍处在实验室阶段,离实用化还有很大差距。由于我国整体工业基础和科研水平相对起步较晚,虽然脉冲激光器本身的制造工序并不难,但其成本较为昂贵。从技术与资金两方面限制了飞秒激光脉冲在我国的发展和应用。但飞秒脉冲研究不应局限于国内的应用水平,虽然我国的激光器市场有限,但是在激光频率变换用的BBO、LBO等晶体的研究方面,我国在国际上享有很高的知名度。目前我国激光器的脉冲速度越来越快,超快激光器取得了快速发展,已经凭借着更简单的结构、更方便的操作、更低廉的成本和更稳定的性能,走出实验室进入工业应用中。

2.激光器的功率向更高发展

随着我国激光科研技术的发展,大功率激光器的性能也在不断提高,许多新型激光器相继问世。其中半导体激光器具有体积小、效率高、质量轻、寿命长、成本低等诸多优点,成为我国目前为止较为普遍使用的激光器。随着大功率激光器的不断发展,由其抽运的全固态和非全固态激光器的发展也十分迅速。

目前市面上的激光器的功率越来越高,平均功率已经超过10万瓦。2013年,第一台商用的10万瓦级光纤激光器在日本名古屋NADEX中心安装,用于焊接300mm厚的钢板。激光切割应用也向着更高的功率发展,激光切割机的功率持续走高,已经达到8——12kW。

3.光束质量大幅提升

激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,是从质的方面来评价激光的特性。但其实在此前的较长时期以来,我国对光束质量一直没有确切的定义,也未建立标准的测量方法,这为科研和应用都带来了不便。但目前,因为光束质量对激光器设计、制造、检测、应用等有重要作用,所以探讨如何完善光束质量因子的普适性、分析影响光束质量的因素并进行控制成为发展激光行业的重中之重。

同时我国的激光器输出的光束质量越来越好,光纤激光器的光束质量已经达到10万瓦级单模。在过去的一年中,光纤激光器、碟片激光器、直接半导体激光器的亮度都有大幅度提升。

4.短波长激光器更受欢迎

让激光器的输出波长覆盖更短的波段,目前短波长激光器已经广泛应用。市面上很多先进的制造工艺都需要冷加工,例如在我们的智能手机制造中,很多时候需要用短波长、短脉冲的紫外激光来处理。我国目前研发的激光器已经能够做到短波长激光,并且在表面标记、半导体晶圆加工、钻孔、切割等领域获得了大量应用。

小编见解:

在我国,激光作为先进制造技术在提升传统产业发展的同时也借助传统产业的优势,使激光产业自身取得广阔的发展空间。可以预期,在激光产业未来发展方向上,实现激光产业与传统产业的紧密结合,用先进的激光制造技术改造传统产业将是我国激光产业未来发展应遵循的道路。而激光产业因为“十三五”规划的提出与实行也将保持较快的增长趋势。


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激光器波长激光器激光技术

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