今天小編分享的互聯網經驗：超短強激光脈衝誕生！新型激光振蕩器創下激光脈衝新紀錄：平均功率超出此前紀錄50%以上，歡迎閱讀。
瞻觀前沿
近日，據最新一期《光學》雜志發表的一項研究，瑞士蘇黎世聯邦理工學院科學家研制出一款新型激光振蕩器，其產生的激光在平均功率和強度方面，均創造了此類激光脈衝新紀錄。其平均功率高達 550 瓦，超出此前紀錄 50% 以上。
此次激光脈衝的持續時間不足 1 皮秒，且能以每秒 500 萬個脈衝的超高速度，有序從激光器中射出。這些超強且 " 壽命 " 超短的激光脈衝可用于材料加工、眼科手術、精密測量等諸多領網域，也有望催生更精确的原子鍾。
中國科學院物理研究所研究員、博士生導師魏志義表示，為制造出這些超短強激光脈衝，團隊使用了 "碟片 " 激光振蕩器。該振蕩器的核心部件是一個厚度僅100 微米的薄碟片，其由摻雜镱原子的晶體構成。
最新研究基于兩項技術創新：首先是利用反射鏡的獨特排列方式放大激光腔内的振蕩光。為此，研究團隊巧妙設計出一種特殊的反射鏡陣列，使光在激光腔内循環往返多次放大。随後，為将這些放大光轉化為高強度的超短脈衝，團隊使用了 " 半導體飽和吸收鏡 ( SESAM ) "。與普通反射鏡不同，SESAM 的反射率會随着光的強度而變化。當光的強度超過某個阈值時，SESAM 能夠高效地反射這些光，使激光從連續模式切換到脈衝模式。
圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院
技術價值觀察
激光器產業鏈從上遊的原材料供應，到中遊的激光器制造，再到下遊的激光加工和應用，形成了一個完整的產業鏈閉環，為多個行業和領網域提供了重要的技術支持和產品服務。上遊主要涉及激光器原材料的生產和供應，包括光學材料、光學器件、機械裝置、數控軟體、電源器件及輔助器件等。中遊主要由各種激光器及其配套裝置與設備構成，主要包括高功率及低功率激光器的制造，是產業鏈的核心部分。下遊涉及激光加工和應用，包括激光切割、焊接、打标、雕刻、鑽孔、照明、通信等，終端應用覆蓋汽車、锂電、鋼鐵、石油、航空、醫療、光伏、軍事、電子、通信等廣泛領網域。
科學家研制出一款新型激光振蕩器，采用了 " 碟片 " 激光振蕩器，創造了此類激光脈衝新紀錄。因此，從激光器產業鏈上看，該技術處于產業鏈的中遊環節。
宏觀市場觀察
——我國激光器行業技術發展歷史悠久
激光技術作為重要加工手段，已廣泛應用于多領網域。我國激光產業雖具規模，但與發達國家在光源和高端應用上仍有差距。近年來，我國激光器行業迅猛發展，自主研發產品參與國際競争，挑戰國外企業壟斷。我國激光加工憑借精密、柔性、低熱效應特點，成為微加工領網域的關鍵技術，其在新能源、信息技術等領網域應用廣泛，涵蓋切割、焊接等工藝。随着應用場景增多，激光技術正不斷創新，向更短波長、更高功率等方向發展，以滿足精細加工與各類應用的深度融合需求。
——激光器行業市場規模
整體來看，中國激光器市場規模不斷增加，由 934.66 億元，增加至 1210 億元，年均復合增速是 13.78%，同比增長顯著。基于近三年規模數據，未來激光產業規模總體呈增長趨勢，發展勢态強勁。
——激光器市場產品結構
激光器市場根據增益介質的不同，可以分為光纖激光器、半導體激光器、固體激光器和氣體激光器等多個細分產品。目前中國激光器市場主要以光纖激光器為主導，由于光纖激光器性能優異，适用性較強，近十年市場份額快速提升，占比達 65.47%。半導體激光器、固體激光器、氣體激光器占比相差較小，分别為 13.05%、11.31% 和 4.89%。2023 年較 2022 年數據相比，光纖激光器市場規模穩步增長，同比增長 22.1%，其餘三者份額均下降超 20%，未來光纖激光器将逐步成為激光器市場主導類型。
——激光器應用領網域
激光器在多個領網域都有廣泛的應用，包括通信、醫療、工業加工、科研等。在通信領網域，激光器是光纖通信系統的核心部件，随着 5G 通信的快速發展，對高速、高頻率傳輸的需求日益增加，推動了激光器市場的發展。在醫療領網域，激光器被用于眼科手術、皮膚美容、激光治療等多個方面，其精确性和無創性受到廣泛歡迎。在工業加工領網域，激光器以其高效、精确的特點，在金屬切割、塑料加工、打标等方面得到廣泛應用。此外，在科研領網域，激光器也是重要的實驗工具。
就整體分布來看，工業及信息領網域為激光器下遊主要應用領網域。2021 年工業領網域激光器市場占比最大，達 62%; 其次為信息領網域激光器市場，占比達 22%; 商業領網域占比 7%，醫學領網域占比 4%，科研領網域占比 5%。根據近年來各省市在 " 十四五 " 期間實施的政策分析，激光器的應用領網域将不斷細分，如用于航空航天、5G 通信等方面，但整體分布預測還是以工業領網域為主。
——激光器競争企業數量多
大族激光及銳科激光以其高度市場份額占據市場領導者地位，表現出良好的市場優勢，市場中還有大量上市企業參與競争。
——激光器龍頭企業技術布局廣
銳科激光、傑普特和大族激光在激光器制造技術方面均展現出了強大的實力，主要研制方向朝高功率、高性能方向發展，同時拓展產品線，擴充研發團隊。
——我國激光器技術發展朝精密化、環保化和智能化方向發展
我國激光器技術發展趨勢将表現為大功率激光器技術的持續突破、高精度激光加工技術的深入發展、環保與節能成為重要考量以及智能化和自動化水平的不斷提升，這些趨勢将推動我國激光器產業的持續發展和創新。
中國激光器技術賽道熱力圖
根據前瞻產業熱力圖顯示，與激光器關鍵技術強關聯的城市集群主要集中在華南和華中地區，并且以廣東、湖北省為重點發展區網域，未來布局激光器技術及其他相關技術的發展路徑，極大可能性在于華南、華中地區優先導入，其中可重點關注廣東省深圳市龍華區、寶安區及湖北省武漢市江夏區所處激光器相關企業，以及該地方對于激光器產業發展投資環境、供給市場的潛力空間。
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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國激光器行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。
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