光纖激光應用及發展前景

    激光市場的競爭日益激烈。新技術、新應用以及現有技術的不斷改進都在不斷改變著市場的格局。光子技術綜報（PTB）最近同業內一些資深專家就以下問題進行了討論。

    1.光纖激光有可能替代其它在工業中廣泛應用的激光，這項技術會如何影響激光市場？

    2.光纖激光的潛力常與其中的泵浦源，即半導體激光模塊的發展聯系在一起。您對半導體激光技術的發展前景和展望是怎樣的？

    3.在生物技術及醫療應用方面對激光有日益強勁的需求，您對這塊市場激光系統集成商的機會和挑戰是怎樣看待的？

    以下是就以上三個問題,國際上業內資深人士的精彩回答:

    光纖激光有可能替代其它在工業中廣泛應用的激光，這項技術會如何影響激光市場？

    “光纖激光在廣泛的應用領域中占有重要的角色,因為光纖激光是真正的固體激光,而且所含的光學元件的數量最少,具有非常高的電光轉換效率,并且光束質量無與倫比。在不遠的將來，光纖激光將在以下市場中取得長足進展：精細加工、汽車行業以及生物醫療等領域。

    高質量的光束以及1微米的波長意味著它可以直接在許多工業應用中取代燈泵撲和半導體泵撲Nd:YAG激光。已經價位很低并且技術成熟的CO2激光的發展也將受到限制。使用同一個光纖激光可以對金屬進行切割和焊接將對現存的CO2市場提出嚴峻的挑戰。

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

    ——RobertS.WilliamsonIII,博士，Alfalight公司，商業發展部總監

    “低功率光纖激光（50瓦以下）已經成功地在噴碼，打標以及特殊的醫療市場上暫露頭腳。然而由于其發射的激光為1微米波長，通常僅限制在金屬加工領域，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。這些行業將繼續由CO2激光統治。

    最近，在高功率激光（大于4千瓦）方面，光纖激光技術在降低制造成本方面呈現出非常大的潛能。它對現有的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用于鋁材或鋼材的切割和焊接。預計將被廣泛應用于汽車整車及零配件生產。

    即使在技術上，光纖激光具有很高的取代高功率工業激光的潛能，然而這部分工業市場非常保守，他們需要親眼看到同行中成功地應用，成本的降低和有效的售后服務之后，才會考慮對傳統激光進行替代！

    從光纖激光器的結構上分析，很容易看出，任何一家公司如果要制造光纖激光，必須擁有生產半導體激光模塊的能力，因為模塊的成本占據了激光總成本的絕大部分。

    如果您必須在市場上采購模塊的話，您終將喪失價格競爭優勢”。

    ——PaulCrosby，Coherent公司市場部副總裁

    “當談到工業使用中等功率（50-500瓦），和高功率（大于500瓦）的激光系統時，陣列根本無法同單芯節激光模塊進行競爭。在這中情況下，半導體泵撲固體激光同陣列端泵激光沒有多少差別。與光纖的主要優點相比，幾乎沒有可比性（長壽命，沒有復雜的光路調整系統）。

    生產光纖激光的公司，如果在國際市場上采購主要零件的話（如半導體模塊、光纖、偶合器等），將無法同固體激光技術在價格方面進行競爭。只有自身能夠生產絕大多數零配件的光纖公司將會在同固體激光甚至CO2激光的競爭中取得勝利。

    在1到2年內，我們的價格將會降到可以同CO2激光進行直接競爭。這在切割應用領域，已經開始了。光纖激光將在2到3年內在新裝機方面全面替代連續Nd:YAG激光。CO2激光會同光纖激光進行較長時間的競爭，因為其技術簡單、光束質量好、價格低廉。但在某些領域中，如金屬切割，光纖在3到5年內將全面取代CO2激光”。

    ——DenisGapontsev博士，IPG光子研發部總監

    “在千瓦級激光系統的“圣杯”中，光纖激光有50億美元的市場潛能。要取得這樣大的市場，光纖激光首先應當具備明顯優于在此領域中的CO2激光系統、碟式激光系統、和燈泵系統的特質?？紤]到光纖激光的諸多無與倫比的技術優勢，隨著時間的發展，還會出現更多新的應用領域，以上市場還會繼續增大。

    根據不同的光纖激光的應用，單芯節和陣列端泵可能會取得最后的勝利。如今，陣列端泵技術總造價更加便宜，而單芯節技術具有更長的壽命（特別是對與脈沖式光纖激光）和更為簡單的冷卻方式。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（連續還是脈沖）。當今多數光纖激光生產廠家在使用單芯節技術，因為已經被證實其具有超高可靠性。但陣列技術在高功率方面正在迎頭趕上。然而，只要陣列技術保持每瓦的價格居高不下，單芯節依然會繼續站主導地位。

    我預計單芯節技術在不久的將來會進入非光纖激光的市場。光纖激光首先引入了單芯節半導體模塊技術，它們也會在端泵DPSSYAG激光（包括碟式激光）得到廣泛應用。同時可以使用單芯節半導體模塊直接進行材料加工的應用”。

    ——AndrewLeuzinger,JDS產品市場部