侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

光纤激光器:市场的新宠儿

    激光市场的竞争日益激烈。新技术、新应用以及现有技术的不断改进都在不断改变着市场的格局。诞生于60年代,发展于90年后的光纤激光器凭借着她的先天性优势不断地扩充自己的地盘,全面向光通讯、大功率激光加工、激光医学、生物技术扩张,特别是她在激光加工和光通讯方面的发展潜力,让业界叹为观止,这位市场的新宠或许会在未来的某一天取代传统激光器

 

    激光应用日益普及


    伴随着激光技术的成熟,激光在各领域的应用日益普及。特别是在激光加工、光通讯、激光武器等领域。在激光加工领域,由于具有能量集中、易于操作、高柔性、高效率、高质量、节能环保等突出优点,迅速在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁路、船舶等工业部门广泛普及,几乎包括了国民经济的所有领域,被誉为“制造系统共同的加工手段”。在光通讯领域,半导体激光器牢牢地掌握着该市场,随着光通讯的普及而迅速发展。激光武器方面,随着各种类型激光武器的研制成功可能将彻底改变未来的战场作战面貌,尤其是在各层次防空和反导系统中,现役的传统武器系统可能遭到淘汰。


    但随着应用的深入,传统激光的一些制约因素,如:体积庞大、分立元件多、维护困难、寿命短等缺点日益显现。于是,光纤激光器凭借其与生俱来的独特优势趁机崛起。

 

    光纤激光器诞生 发展迅速


    光纤激光器诞生于60年代,发展与90年代后。2000年以后IT泡沫破裂,众多光纤厂家生存困难,IPG等光纤巨头被迫转向研发光纤激光器,造就光纤激光器近十年的飞速发展。


    光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,是在光纤放大器的基础上开发出来的。与传统激光器相比具有以下优势,如:成本低、小型化、泵浦不需要严格的相位匹配、波导结构、损耗低、转换效率高、阀值低、输出激光波长多、可调谐等。


    目前光纤激光器已经开始应用到了各个领域,包括光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等。


    特别是在光通讯领域,她更加引人注目。由于光纤激光器以灵巧的半导体激光二极管作为泵浦源,以柔软的光纤作为波导和增益介质,同时可采用光纤光栅,耦合器等光纤元件,因此无需光路机械调整,结构紧凑,便于集成,其特有的全光纤结构使器件的抗电磁干扰性强,温度膨胀系数小,在频域上应用WDM及光纤传感技术可实现多波长可调谐输出,在时域上结合激光锁模技术可产生几乎没有啁啾的皮秒级超短变换极限光脉冲。与固体激光器和半导体激光器相比,光纤激光器具有无可比拟的优点。


    在加工领域,随着大功率双包层光纤激光器的出现,其应用正向着激光加工、图像显示和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。目前光纤激光器的功率已突破千瓦。最近宝马公司向IPG订购一批光纤激光器用来焊接车门,标志着光纤激光器开始大规模应用于工业生产。


    高功率双包层光纤激光器具有效率高、尺寸小、重量轻、成本低等优点,非常适合用于激光武器和其他军事应用,在军事国防领域同样有着非常广泛的应用前景。随着新型双包层光纤激光器技术的发展,高功率光纤激光器是军用激光武器发展中最有潜力的方向之一。


    最新市场调查显示:光纤激光器供应商将争夺固体激光器及其他激光器在若干关键应用领域的市场份额,而这些市场份额在未来几年将稳步看涨。 到2010年,光纤激光器将至少占领工业激光器28亿美元市场份额的四分之一。光纤激光器的销售量将以年增幅愈35%的速度攀升,从2005年的1.4亿美元增至2010年的6.8亿美元。而同期,工业激光器市场每年增幅仅9%,2010年达到28亿美元。

 

    国外公司牢牢占据着市场  国内厂商图谋破局


    光纤激光器市场大致被北美、欧洲和亚洲这三个主要地区均分。市场增长迅速。IPG在光纤激光器的市场份额中占据统治地位,05年其占领光纤激光器市场的75%的份额。它能够自行制造许多核心部件。SPI激光器公司是另一个重要的光纤激光器专业供应商。IPG原来并不是主流激光器供应商,05年凭借光纤激光器方面的优势挤进了世界激光器供应商前10强。


    国产光纤激光器面临着巨大挑战。国外光纤激光器厂商如雨后春笋般出现,相干、罗芬等激光器巨头为了发展光纤激光器,几乎每年都要收购一两家小公司。IPG的强大势力迫使其他光纤激光器供应商在市场的边缘寻找其它小而有利可图的市场。光纤激光器是未来新一代激光器技术的发展方向,它具有诸多优势,并且消除了常规固体激光器的不少缺点,但目前激光应用设备厂商对应用光纤激光器还是非常谨慎的。


    面对国外大公司的垄断局面,国内公司和研发机构也在加紧研发和奋力追赶。06年底华北光电技术研究所采用新型掺镱光纤,研制出平均输出功率达1207W的光纤激光器;07年底上海光机所在2微米波段光纤激光器获得70W的功率输出;同期湖北华工科技成功研发出25W脉冲光纤激光器样机并准备近期实现产业化。

 

    机遇和挑战并存  我们该如何面对


    目前国内的光纤激光器市场才刚刚起步,面临诸多挑战。目前国内只有华工科技一家公司能够生产光纤激光器。而且在技术上跟IPG仍有巨大差距。光纤激光器与光纤技术密切相关,国外大厂基本上都是从光纤起家的。目前国内多家研发单位都是激光器开发出身,在光纤技术方面缺乏基础,在一定程度上制约了技术的深入开发。


    同时我们也有难得的机遇。据华工科技相关负责人透露,“十一五”期间,中国光纤激光器市场年需求在5000台以上,假如能突破关键技术,国产产品售价可控制在进口产品的60%以下,直接降低成本4亿元。

 

    面对这挑战和机遇,我们该如何面对?笔者认为可以采取以下措施来应对:

 

    一、 打破行业隔阂 加强产学研合作


    激光器开发商与光纤生产商合作开发光纤激光器,引进我国最前沿的光纤技术,与长飞、烽火等光通讯企业展开密切合作,共同追赶国外厂商。建议有一定技术基础的光器件行业的光源厂商可向该领域渗透。同时我们也希望国内能够加强产学研方面的合作,让科研院所的成果能尽快产业化。

 

    二、充分利用“世界工厂”的优势


    作为“世界工厂”,国内对激光应用设备的需求增长强劲。特别是随着大族激光、华工科技等民族品牌的兴起,为国内激光器开辟了广阔的市场。我们可以跟这些设备厂商合作,共同发展。

 

    三、细化分工,降低成本


    光纤激光技术发展初期专业化程度较低。制造商必须自己开发大多数关键技术,如CD光纤、组合器、光栅和泵源。随着市场的大规模化和透明度越来越高,引进一些专业化的公司,这些公司通过提供特定的元件或模块进入市场。发挥他们的特定优势开发激光器的某一模块而不是整个激光器。这样可大幅度降低市场进入门坎,降低材料成本。

 

    四、寻找其它技术突破口


    尽管光纤激光器在效率、可靠性、高功率、高亮度和体积方面具有无可置疑的优点,但是目前它的某些缺点限制了它更广泛的应用。当目前的主要供应商如IPG和SPI在集中发展它的高功率优点时,国内厂商可以考虑扩展光纤激光器在其他方面的应用,在他们还没涉足的领域寻找突破口。(文:曾聪  于占涛) 

声明: 本网站所刊载信息,不代表OFweek观点。刊用本站稿件,务经书面授权。未经授权禁止转载、摘编、复制、翻译及建立镜像,违者将依法追究法律责任。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号