光纖激光應用及發(fā)展前景

    激光市場的競爭日益激烈。新技術、新應用以及現(xiàn)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(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(fā)展聯(lián)系在一起。您對半導體激光技術的發(fā)展前景和展望是怎樣的？

    3.在生物技術及醫(yī)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(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(shù)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(yè)以及生物醫(yī)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(yè)應用中取代燈泵撲和半導體泵撲Nd:YAG激光。已經(jīng)價位很低并且技術成熟的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市場提出嚴峻的挑戰(zhàn)。

    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(jié)偶合以及帶尾纖的半導體陣列偶合代表著兩類技術的發(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(chǎn)。

    即使在技術上，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用，成本的降低和有效的售后服務之后，才會考慮對傳統(tǒng)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(chǎn)半導體激光模塊的能力，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，沒有復雜的光路調整系統(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(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。這在切割應用領域，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(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，光纖激光首先應當具備明顯優(yōu)于在此領域中的CO2激光系統(tǒng)、碟式激光系統(tǒng)、和燈泵系統(tǒng)的特質?？紤]到光纖激光的諸多無與倫比的技術優(yōu)勢，隨著時間的發(fā)展，還會出現(xiàn)更多新的應用領域，以上市場還會繼續(xù)增大。

    根據(jù)不同的光纖激光的應用，單芯節(jié)和陣列端泵可能會取得最后的勝利。如今，陣列端泵技術總造價更加便宜，而單芯節(jié)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(xù)還是脈沖）。當今多數(shù)光纖激光生產(chǎn)廠家在使用單芯節(jié)技術，因為已經(jīng)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(jié)依然會繼續(xù)站主導地位。

    我預計單芯節(jié)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(jié)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(jié)半導體模塊直接進行材料加工的應用”。

    ——AndrewLeuzinger,JDS產(chǎn)品市場部