超短强激光脉冲诞生！新型激光振荡器创下脉冲新纪录：平均功率超出此前纪录50%以上【附器技术赛道观察图谱】

　

　　近日，据最新一期《光学》杂志发表的一项研究，瑞士苏黎世联邦理工学院科学家研制出

　　此次激光脉冲的维持的时间不足1皮秒，且能以每秒500万个脉冲的超高速度，有序从激光器中射出。这些超强且“寿命”超短的激光脉冲可用于材料加工、眼科手术、精密测量等诸多领域，也有望催生更精确的原子钟。

　　中国科学院物理研究所研究员、博士生导师魏志义表示，为制造出这些超短强激光脉冲，团队使用了“碟片”激光振荡器。该振荡器的核心部件是一个厚度仅100微米的薄碟片，其由掺杂镱原子的晶体构成。

　　最新研究基于两项技术创新：首先是利用反射镜的独特排列方式放大激光腔内的振荡光。为此，研究团队巧妙设计出一种特殊的反射镜阵列，使光在激光腔内循环往返多次放大。随后，为将这些放大光转化为高强度的超短脉冲，团队使用了“半导体饱和吸收镜(SESAM)”。与普通反射镜不同，SESAM的反射率会随着光的强度而变化。当光的强度超过某个阈值时，SESAM能够高效地反射这些光，使激光从连续模式切换到脉冲模式。

　　激光器产业链从上游的原材料供应，到中游的激光器制造，再到下游的激光加工和应用，形成了一个完整的产业链闭环，为多个行业和领域提供了重要的技术上的支持和产品服务。上游主要涉及激光器原材料的生产和供应，包括光学材料、光学器件、机械装置、数控软件、电源器件及辅助器件等。中游主要由各种激光器及其配套装置与设备构成，最重要的包含高功率及低功率激光器的制造，是产业链的核心部分。下游涉及激光加工和应用，包括激光切割、焊接、打标、雕刻、钻孔、照明、通信等，终端应用覆盖汽车、锂电、钢铁、石油、航空、医疗、光伏、军事、电子、通信等广泛领域。

　　科学家研制出一款新型激光振荡器，采用了“碟片”激光振荡器，创造了此类激光脉冲新纪录。因此，从激光器产业链上看，该技术处于产业链的中游环节。

　　激光技术作为重要加工手段，已大范围的应用于多领域。我国激光产业虽具规模，但与发达国家在光源和高端应用上仍有差距。近年来，我国激光器行业迅猛发展，自主研发产品参与国际竞争，挑战国外企业垄断。我国激光加工凭借精密、柔性、低热效应特点，成为微加工领域的关键技术，其在新能源、信息技术等领域应用广泛，涵盖切割、焊接等工艺。随着应用场景增多，激光技术正不停地改进革新，向更短波长、更高功率等方向发展，以满足精细加工与各类应用的深层次地融合需求。

　　整体来看，中国激光器市场规模持续不断的增加，由934.66亿元，增加至1210亿元，年均复合增速是13.78%，同比增长显著。基于近三年规模数据，未来激光产业规模总体呈增长趋势，发展势态强劲。

　　激光器市场根据增益介质的不同，可大致分为光纤激光器、半导体激光器、固体激光器和气体激光器等多个细分产品。目前中国激光器市场主要以光纤激光器为主导，由于光纤激光器性能优异，适用性较强，近十年市场占有率快速提升，占比达65.47%。半导体激光器、固体激光器、气体激光器占比相差较小，分别为13.05%、11.31%和4.89%。2023年较2022年数据相比，光纤激光器市场规模稳步增长，同比增长22.1%，其余三者份额均下降超20%，未来光纤激光器将逐步成为激光器市场主导类型。

　　激光器在多个领域都有广泛的应用，包括通信、医疗、工业加工、科研等。在通信领域，激光器是光纤通信系统的核心部件，随着5G通信的加快速度进行发展，对高速、高频率传输的需求日益增加，推动了激光器市场的发展。在医疗领域，激光器被用于眼科手术、皮肤美容、激光治疗等多个角度，其精确性和无创性受到广泛欢迎。在工业加工领域，激光器以其高效、精确的特点，在金属切割、塑料加工、打标等方面得到普遍应用。此外，在科研领域，激光器也是重要的实验工具。

　　就整体分布来看，工业及信息领域为激光器下游主要应用领域。2021年工业领域激光器市场占比最大，达62%;其次为信息领域激光器市场，占比达22%;商业领域占比7%，医学领域占比4%，科研领域占比5%。根据近年来各省市在“十四五”期间实施的政策分析，激光器的应用领域将不断细分，如用于航空航天、5G通信等方面，但整体分布预测还是以工业领域为主。

　　大族激光及锐科激光以其高度市场占有率占据市场领导者地位，表现出良好的市场优势，市场中还有大量上市公司参与竞争。

　　锐科激光、杰普特和大族激光在激光器制造技术方面均展现出了强大的实力，主要研制方向朝高功率、高性能方向发展，同时拓展产品线，扩充研发团队。

　　我国激光器技术发展的新趋势将表现为大功率激光器技术的持续突破、高精度激光加工技术的深入发展、环保与节能成为重要考量以及智能化和自动化水平的不断的提高，这些趋势将推动我们国家激光器产业的持续发展和创新。

　　根据前瞻产业热力图显示，与激光器关键技术强关联的城市集群大多分布在在华南和华中地区，并且以广东、湖北省为重点发展区域，未来布局激光器技术及其他有关技术的发展路径，极大可能性在于华南、华中地区优先导入，其中可着重关注广东省深圳市龙华区、宝安区及湖北省武汉市江夏区所处激光器相关企业，以及该地方对于激光器产业高质量发展投资环境、供给市场的潜力空间。

　　更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国激光器行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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