光纖激光應(yīng)用及發(fā)展前景

    激光市場的競爭日益激烈。新技術(shù)、新應(yīng)用以及現(xiàn)有技術(shù)的不斷改進都在不斷改變著市場的格局。光子技術(shù)綜報（PTB）最近同業(yè)內(nèi)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(yè)中廣泛應(yīng)用的激光，這項技術(shù)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(dǎo)體激光模塊的發(fā)展聯(lián)系在一起。您對半導(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)用方面對激光有日益強勁的需求，您對這塊市場激光系統(tǒng)集成商的機會和挑戰(zhàn)是怎樣看待的？

    以下是就以上三個問題,國際上業(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，這項技術(shù)會如何影響激光市場？

    “光纖激光在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)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(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(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。使用同一個光纖激光可以對金屬進行切割和焊接將對現(xiàn)存的CO2市場提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

    技術(shù)上，制造光纖激光的一個關(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)療市場上暫露頭腳。然而由于其發(fā)射的激光為1微米波長，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，才會考慮對傳統(tǒng)激光進行替代！

    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，因為模塊的成本占據(jù)了激光總成本的絕大部分。

    如果您必須在市場上采購模塊的話，您終將喪失價格競爭優(yōu)勢”。

    ——PaulCrosby，Coherent公司市場部副總裁

    “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，陣列根本無法同單芯節(jié)激光模塊進行競爭。在這中情況下，半導(dǎo)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(yōu)點相比，幾乎沒有可比性（長壽命，沒有復(fù)雜的光路調(diào)整系統(tǒng)）。

    生產(chǎn)光纖激光的公司，如果在國際市場上采購主要零件的話（如半導(dǎo)體模塊、光纖、偶合器等），將無法同固體激光技術(shù)在價格方面進行競爭。只有自身能夠生產(chǎn)絕大多數(shù)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(nèi)，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(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)開始了。光纖激光將在2到3年內(nèi)在新裝機方面全面替代連續(xù)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(shù)簡單、光束質(zhì)量好、價格低廉。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)

    “在千瓦級激光系統(tǒng)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(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)。考慮到光纖激光的諸多無與倫比的技術(shù)優(yōu)勢，隨著時間的發(fā)展，還會出現(xiàn)更多新的應(yīng)用領(lǐng)域，以上市場還會繼續(xù)增大。

    根據(jù)不同的光纖激光的應(yīng)用，單芯節(jié)和陣列端泵可能會取得最后的勝利。如今，陣列端泵技術(shù)總造價更加便宜，而單芯節(jié)技術(shù)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(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)，因為已經(jīng)被證實其具有超高可靠性。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)保持每瓦的價格居高不下，單芯節(jié)依然會繼續(xù)站主導(dǎo)地位。

    我預(yù)計單芯節(jié)技術(shù)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(jié)半導(dǎo)體模塊技術(shù)，它們也會在端泵DPSSYAG激光（包括碟式激光）得到廣泛應(yīng)用。同時可以使用單芯節(jié)半導(dǎo)體模塊直接進行材料加工的應(yīng)用”。

    ——AndrewLeuzinger,JDS產(chǎn)品市場部