激光起源于 20 世纪 60 年代初期,是20 世纪与原子能、半导体、计算机齐名的四大发明之一。由于激光具有完全不同于普通光的性质,很快被广泛应用于各个领域,并深刻地影响了科学、技术、经济和社会的发展及变革。激光具有四大优异的特性:单色性好、相干性好、方向性好、亮度高。激光在技术上具有无可比拟的先进性,其突出优点是加工精度高,不影响材料的物理特性,有助于提高加工质量;加工速度快,劳动生产率高;无污染、原材料消耗低。
从各项具体的性能指标看,光纤激光器和半导体激光器具有各方面的优势比较多,也将是行业发展的趋势方向,但是像二氧化碳激光器和固体激光器由于自身的特点,具有其他激光器不可替代的性能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,属于固体激光器的一种,但因增益介质形状特殊且具有典型的技术和产业优势,行业中一般将其与其他固体激光器分开进行研究。
典型的光纤激光器主要由光学系统、电源系统、控制系统和机械结构四个部分组成,其中,光学系统由泵浦源、增益光纤、光纤光栅、信号/泵浦合束器及激光传输光缆等光学器件材料通过熔接形成全光纤激光器,并在电源系统、控制系统的驱动和监控下实现激光输出。同时,光纤激光器根据功率大小的不同采用不同的冷却方式,通常情况下,功率低于 200W 时采用风冷结构,功率大于 200W 时采用循环水制冷,以保证激光器在工业环境条件下可靠稳定运行。
综合来看,光纤激光器与传统的固体及气体激光器相比,光纤激光器具有激光光束质量好、能量密度高、电光转换效率高、散热性能好、结构紧凑、免维护、柔性传输、可加工材料范围广等优良特点,被誉为“第三代激光器”。光纤激光器电光转换效率可达 30%-35%,是传统固体、气体激光器效率的几倍,非常节能环保。光纤激光器拥有的上述无可比拟的技术优势,使其广泛应用于雕刻、打标、切割、熔覆、焊接、表面处理等材料加工领域,正在逐渐取代各种物理加工、化学加工、印刷加工等传统加工方式。目前,光纤激光器已成为激光技术发展主流方向和激光产业应用主力军。
2012-2017年,全球激光器行业收入规模从87亿美元增加至2017年的111亿美元,年复合增长率为4.86%。事实上,至2015 年,中国已经取代欧洲,首次成为激光器最大的消费市场,约占全球市场规模的 29%。由于中国的企业数量多,人口基数大,只要激光技术能应用到某几个行业,就能带来B端企业的大量应用,从而实现市场规模的快速增长。
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