光纖激光應(yīng)用及發(fā)展前景

    激光市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。新技術(shù)、新應(yīng)用以及現(xiàn)有技術(shù)的不斷改進(jìn)都在不斷改變著市場(chǎng)的格局。光子技術(shù)綜報(bào)（PTB）最近同業(yè)內(nèi)一些資深專家就以下問(wèn)題進(jìn)行了討論。

    1.光纖激光有可能替代其它在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的激光，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)如何影響激光市場(chǎng)？

    2.光纖激光的潛力常與其中的泵浦源，即半導(dǎo)體激光模塊的發(fā)展聯(lián)系在一起。您對(duì)半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展前景和展望是怎樣的？

    3.在生物技術(shù)及醫(yī)療應(yīng)用方面對(duì)激光有日益強(qiáng)勁的需求，您對(duì)這塊市場(chǎng)激光系統(tǒng)集成商的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)是怎樣看待的？

    以下是就以上三個(gè)問(wèn)題,國(guó)際上業(yè)內(nèi)資深人士的精彩回答:

    光纖激光有可能替代其它在工業(yè)中廣泛應(yīng)用的激光，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)如何影響激光市場(chǎng)？

    “光纖激光在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中占有重要的角色,因?yàn)楣饫w激光是真正的固體激光,而且所含的光學(xué)元件的數(shù)量最少,具有非常高的電光轉(zhuǎn)換效率,并且光束質(zhì)量無(wú)與倫比。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，光纖激光將在以下市場(chǎng)中取得長(zhǎng)足進(jìn)展：精細(xì)加工、汽車行業(yè)以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域。

    高質(zhì)量的光束以及1微米的波長(zhǎng)意味著它可以直接在許多工業(yè)應(yīng)用中取代燈泵撲和半導(dǎo)體泵撲Nd:YAG激光。已經(jīng)價(jià)位很低并且技術(shù)成熟的CO2激光的發(fā)展也將受到限制。使用同一個(gè)光纖激光可以對(duì)金屬進(jìn)行切割和焊接將對(duì)現(xiàn)存的CO2市場(chǎng)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

    技術(shù)上，制造光纖激光的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)在于如何有效地將泵撲源偶合到增益光纖中。單芯節(jié)偶合以及帶尾纖的半導(dǎo)體陣列偶合代表著兩類技術(shù)的發(fā)展方向。選擇陣列還是單芯節(jié)泵撲源取決于功率的大小和最終光纖輸出的激光特性?；\統(tǒng)地講，低功率光纖和脈沖式光纖多使用單芯節(jié)，而高功率（>100瓦）多使用陣列。但在市場(chǎng)上也存在很多打破此類規(guī)則的產(chǎn)品”。

    ——RobertS.WilliamsonIII,博士，Alfalight公司，商業(yè)發(fā)展部總監(jiān)

    “低功率光纖激光（50瓦以下）已經(jīng)成功地在噴碼，打標(biāo)以及特殊的醫(yī)療市場(chǎng)上暫露頭腳。然而由于其發(fā)射的激光為1微米波長(zhǎng)，通常僅限制在金屬加工領(lǐng)域，而在非金屬加工中不太可能有所作為。比如塑料、紙張或布料等材料。這些行業(yè)將繼續(xù)由CO2激光統(tǒng)治。

    最近，在高功率激光（大于4千瓦）方面，光纖激光技術(shù)在降低制造成本方面呈現(xiàn)出非常大的潛能。它對(duì)現(xiàn)有的Nd:YAG以及高功率CO2激光造成的很大的威脅，特別在金屬加工方面。這類高功率光纖激光將被廣泛應(yīng)用于鋁材或鋼材的切割和焊接。預(yù)計(jì)將被廣泛應(yīng)用于汽車整車及零配件生產(chǎn)。

    即使在技術(shù)上，光纖激光具有很高的取代高功率工業(yè)激光的潛能，然而這部分工業(yè)市場(chǎng)非常保守，他們需要親眼看到同行中成功地應(yīng)用，成本的降低和有效的售后服務(wù)之后，才會(huì)考慮對(duì)傳統(tǒng)激光進(jìn)行替代！

    從光纖激光器的結(jié)構(gòu)上分析，很容易看出，任何一家公司如果要制造光纖激光，必須擁有生產(chǎn)半導(dǎo)體激光模塊的能力，因?yàn)槟K的成本占據(jù)了激光總成本的絕大部分。

    如果您必須在市場(chǎng)上采購(gòu)模塊的話，您終將喪失價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”。

    ——PaulCrosby，Coherent公司市場(chǎng)部副總裁

    “當(dāng)談到工業(yè)使用中等功率（50-500瓦），和高功率（大于500瓦）的激光系統(tǒng)時(shí)，陣列根本無(wú)法同單芯節(jié)激光模塊進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。在這中情況下，半導(dǎo)體泵撲固體激光同陣列端泵激光沒(méi)有多少差別。與光纖的主要優(yōu)點(diǎn)相比，幾乎沒(méi)有可比性（長(zhǎng)壽命，沒(méi)有復(fù)雜的光路調(diào)整系統(tǒng)）。

    生產(chǎn)光纖激光的公司，如果在國(guó)際市場(chǎng)上采購(gòu)主要零件的話（如半導(dǎo)體模塊、光纖、偶合器等），將無(wú)法同固體激光技術(shù)在價(jià)格方面進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。只有自身能夠生產(chǎn)絕大多數(shù)零配件的光纖公司將會(huì)在同固體激光甚至CO2激光的競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利。

    在1到2年內(nèi)，我們的價(jià)格將會(huì)降到可以同CO2激光進(jìn)行直接競(jìng)爭(zhēng)。這在切割應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)開(kāi)始了。光纖激光將在2到3年內(nèi)在新裝機(jī)方面全面替代連續(xù)Nd:YAG激光。CO2激光會(huì)同光纖激光進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)槠浼夹g(shù)簡(jiǎn)單、光束質(zhì)量好、價(jià)格低廉。但在某些領(lǐng)域中，如金屬切割，光纖在3到5年內(nèi)將全面取代CO2激光”。

    ——DenisGapontsev博士，IPG光子研發(fā)部總監(jiān)

    “在千瓦級(jí)激光系統(tǒng)的“圣杯”中，光纖激光有50億美元的市場(chǎng)潛能。要取得這樣大的市場(chǎng)，光纖激光首先應(yīng)當(dāng)具備明顯優(yōu)于在此領(lǐng)域中的CO2激光系統(tǒng)、碟式激光系統(tǒng)、和燈泵系統(tǒng)的特質(zhì)?？紤]到光纖激光的諸多無(wú)與倫比的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，隨著時(shí)間的發(fā)展，還會(huì)出現(xiàn)更多新的應(yīng)用領(lǐng)域，以上市場(chǎng)還會(huì)繼續(xù)增大。

    根據(jù)不同的光纖激光的應(yīng)用，單芯節(jié)和陣列端泵可能會(huì)取得最后的勝利。如今，陣列端泵技術(shù)總造價(jià)更加便宜，而單芯節(jié)技術(shù)具有更長(zhǎng)的壽命（特別是對(duì)與脈沖式光纖激光）和更為簡(jiǎn)單的冷卻方式。使用哪一種方式最好，取決于功率的大小、所要求的使用壽命、和輸出的模式（連續(xù)還是脈沖）。當(dāng)今多數(shù)光纖激光生產(chǎn)廠家在使用單芯節(jié)技術(shù)，因?yàn)橐呀?jīng)被證實(shí)其具有超高可靠性。但陣列技術(shù)在高功率方面正在迎頭趕上。然而，只要陣列技術(shù)保持每瓦的價(jià)格居高不下，單芯節(jié)依然會(huì)繼續(xù)站主導(dǎo)地位。

    我預(yù)計(jì)單芯節(jié)技術(shù)在不久的將來(lái)會(huì)進(jìn)入非光纖激光的市場(chǎng)。光纖激光首先引入了單芯節(jié)半導(dǎo)體模塊技術(shù)，它們也會(huì)在端泵DPSSYAG激光（包括碟式激光）得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)可以使用單芯節(jié)半導(dǎo)體模塊直接進(jìn)行材料加工的應(yīng)用”。

    ——AndrewLeuzinger,JDS產(chǎn)品市場(chǎng)部