1.我國超快激光器行業(yè)目前已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈
超快激光器是指基于 SESAM(可飽和吸收鏡)、克爾透鏡等鎖模技術,用于發(fā)射超短脈沖的鎖模激光器。其脈沖寬度可達到皮秒(ps)甚至飛秒(fs)量級,具有脈沖能量密度極高、材料適應性廣、加工熱影響區(qū)極小等顯著優(yōu)勢。超快激光器作為激光產(chǎn)業(yè)的前沿發(fā)展方向,具有廣闊的發(fā)展及應用前景。
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國超快激光器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景預測報告(2025-2032年)》顯示,目前,我國超快激光器行業(yè)已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。上游主要包括激光晶體、非線性晶體、激光電源及光學元件等核心原材料與配套元器件;中游為超快激光器制造環(huán)節(jié);下游為應用領域,隨著技術進步,其應用領域也在不斷拓展,目前覆蓋半導體、顯示器、醫(yī)療健康、航空航天、消費電子,玻璃等非金屬材料切割以及新能源(如太陽能電池、鋰電池)等領域。
資料來源:觀研天下整理
2.超快激光器市場規(guī)??焖贁U容,預計2025年突破50億元
近年來,我國超快激光器行業(yè)快速發(fā)展,市場規(guī)模由2017年的13.5億元增長至2024年的45.5億元,年均復合增長率達18.95%。這一快速發(fā)展態(tài)勢主要得益于四大驅(qū)動因素:
數(shù)據(jù)來源:凱普林招股書、英諾激光年報、觀研天下整理
首先,超快激光器獨特的超短脈沖特性(皮秒至飛秒量級)使其與材料相互作用時間極短,有效避免了傳統(tǒng)激光加工中的熱影響問題,顯著提升了加工精度和質(zhì)量。這一技術優(yōu)勢促使越來越多下游企業(yè)選擇超快激光工藝替代傳統(tǒng)加工方式。其次,半導體、顯示器、醫(yī)療健康、新能源等下游行業(yè)蓬勃發(fā)展,為超快激光器創(chuàng)造了廣闊的市場空間。再次,激光器在輸出能量、脈沖寬度、重復頻率等關鍵技術指標上的持續(xù)突破,不斷拓展其應用邊界;最后,上游核心原材料、元器件以及超快激光器整機的國產(chǎn)化進程加速,推動整體成本持續(xù)下降,進一步擴大了市場應用規(guī)模。在這些因素協(xié)同推動下,預計2025年我國超快激光器行業(yè)仍將保持快速增長勢頭,市場規(guī)模有望突破50億元,同比增長16.70%。
3.皮秒激光器是我國超快激光器市場主流品種
根據(jù)輸出激光的脈寬不同,超快激光器可分為皮秒激光器、飛秒激光器等。其中,皮秒激光器因其技術成熟度高,具有熱效應低、能量高度集中、性價比突出等顯著優(yōu)勢,成為我國超快激光器市場的主導產(chǎn)品。這類激光器在保證加工精度的同時,兼顧了設備穩(wěn)定性和經(jīng)濟性,因此應用范圍最為廣泛。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,當前國內(nèi)銷售的超快激光器中,皮秒激光器占比高達85%左右,是當之無愧的市場主流品種。相比之下,飛秒激光器雖然加工精度更高,但由于技術復雜度高、設備成本昂貴等因素,目前市場份額相對較小。
皮秒和飛秒激光器對比情況
對比項目 | 皮秒激光器 | 飛秒激光器 |
原理 | 主要通過鎖模技術實現(xiàn)。鎖模技術通過控制激光腔內(nèi)不同縱模之間的相位關系,產(chǎn)生皮秒級別的超短脈沖。 | 通過鎖模技術和啁啾脈沖放大(CPA)技術實現(xiàn)。CPA技術解決了飛秒激光直接放大會損傷光學器件的問題,顯著提高了脈沖峰值功率。 |
脈寬 | 皮秒激光器的脈寬為皮秒級別,即10?12秒。 | 飛秒激光器的脈寬在飛秒級別,即10?1?秒。 |
成本 | 較低 | 較高 |
優(yōu)點 | 熱效應較低,適合精密加工;能量高度集中,適用于多種材料;支持更高的重復頻率和靈活的脈沖能量調(diào)節(jié)等。 | 幾乎無熱效應,適合對熱極其敏感的材料;極高的時間分辨率,適合超快過程的研究;能量高度集中,加工精度更高,適合超精密加工等。 |
應用領域 | 玻璃等非金屬材料切割、消費電子、顯示器、太陽能電池、醫(yī)療健康等 | 醫(yī)療健康:如眼科手術;科研領域:超快光譜學、量子計算;微納米制造:微流控芯片、光學透鏡陣列等。 |
資料來源:公開資料、觀研天下整理
4.國產(chǎn)超快激光器銷量快速增長,正沿著“雙軌并行”的發(fā)展路徑前進
我國超快激光器行業(yè)起步相對較晚,國內(nèi)企業(yè)于2012年前后才陸續(xù)進入該領域,與國際領先企業(yè)相比存在明顯差距。但近年來行業(yè)發(fā)展迅猛,截至2023年,國內(nèi)從事超快激光器研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)已超過50家。以華日激光、英諾激光、卓鐳激光、凱普林等為代表的本土企業(yè)通過持續(xù)加大研發(fā)投入,在關鍵技術領域取得突破性進展。隨著技術成熟度提升、上游核心原材料和元器件國產(chǎn)化率提高以及規(guī)模效應顯現(xiàn),國產(chǎn)替代進程明顯加速。憑借顯著的性價比優(yōu)勢和本土化服務能力,國產(chǎn)超快激光器在下游市場的認可度持續(xù)攀升,帶動其銷量快速增長。2019-2023年間,國產(chǎn)皮秒和飛秒激光器銷量從1380臺激增至6000臺,年均復合增長率高達44.4%,展現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。
數(shù)據(jù)來源:公開資料、觀研天下整理
當前國產(chǎn)超快激光器產(chǎn)業(yè)正沿著“雙軌并行”的發(fā)展路徑快速前進:一方面在中低端應用市場持續(xù)鞏固優(yōu)勢地位,另一方面積極向高端應用領域拓展突破。2021年的市場結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,國產(chǎn)設備雖已占據(jù)55%的銷量份額,但收入占比僅為30%,這一差距反映出國產(chǎn)產(chǎn)品仍主要集中在中低端市場。不過,隨著頭部企業(yè)不斷突破高功率、高穩(wěn)定性等關鍵技術瓶頸,國產(chǎn)超快激光器在精密微加工、半導體制造等高端領域的滲透率將穩(wěn)步提升,未來發(fā)展空間廣闊。
5.超快激光器行業(yè)將持續(xù)向高峰值、高頻率、高功率方向發(fā)展
未來,我國超快激光器行業(yè)將持續(xù)向高峰值、高頻率、高功率方向發(fā)展,以滿足高端制造和科學研究領域?qū)芗庸と找嫣嵘募夹g要求。這一技術演進將顯著提升加工精度和效率,同時增強對不同特性材料的加工適應能力,為開拓更廣泛的市場應用創(chuàng)造有利條件。
目前,國內(nèi)企業(yè)正積極攻關,提升產(chǎn)品性能。例如英諾激光牽頭的“高功率薄片超快激光器關鍵技術與產(chǎn)業(yè)化”項目正在有序開展,致力于實現(xiàn)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)級激光器從百瓦級向數(shù)千瓦級的重大技術跨越。凱普林正在進行高能量高功率固態(tài)飛秒激光器研制,目前完成了振蕩器、放大器所需鎖波長半導體泵源的裝調(diào)、測試、集成,并配合高能量高功率固態(tài)飛秒激光器的整體目標進行了模塊化開發(fā)。這些技術創(chuàng)新正在推動國產(chǎn)超快激光器向更高性能水平邁進。(WJ)

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