激光器的介紹

激光器作為產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)，主要上游原材料為光學(xué)材料、光學(xué)器件等。光學(xué)材料中芯片、有源光纖等在原材料成本構(gòu)成中占比較高，對激光器的生產(chǎn)成本有較大影響。中游為各種激光器及配套設(shè)備。國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，質(zhì)量及穩(wěn)定性難以滿足市場需求，目前仍然主要以進(jìn)口產(chǎn)品為主（含向國內(nèi)代理商采購）。下游激光加工設(shè)備的應(yīng)用市場十分廣泛，目前已滲透到消費(fèi)電子、材料、半導(dǎo)體加工、汽車、船舶、通訊、醫(yī)學(xué)美容、軍事等眾多領(lǐng)域。

上游環(huán)節(jié)的芯片、光纖、高功率光纖光柵、熱沉等光學(xué)器件是生產(chǎn)激光器產(chǎn)品的重要原材料。國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，質(zhì)量及穩(wěn)定性難以滿足市場需求，目前仍然主要以進(jìn)口產(chǎn)品為主（含向國內(nèi)代理商采購）。⑤自由電子激光器，這是一種特殊類型的新型激光器，工作物質(zhì)為在空間周期變化磁場中高速運(yùn)動的定向自由電子束，只要改變自由電子束的速度就可產(chǎn)生可調(diào)諧的相干電磁輻射，原則上其相干輻射譜可從X射線波段過渡到微波區(qū)域，因此具有很誘人的前景。國內(nèi)三大激光器生產(chǎn)商的供應(yīng)商中，除了有凱普林、長光華芯等少數(shù)國產(chǎn)企業(yè)外，其他基本都是境外公司或其代理商。

2019年上半年，創(chuàng)鑫激光脈沖、連續(xù)激光器的無源光纖國產(chǎn)化率分別為89.91%、52.54%，杰普特?zé)o源光纖國產(chǎn)化率也達(dá)到90%。有源光纖作為增益介質(zhì)，其難度與作用大于無源光纖，國產(chǎn)化率也在同比提高。而且，它可以很好地縮短工作物質(zhì)的長度，還能通過改變諧振腔長度來調(diào)節(jié)所產(chǎn)生激光的模式（即選模），所以一般激光器都具有諧振腔。芯片（泵浦源）方面，國產(chǎn)芯片已達(dá)到可正常使用的水平，但在技術(shù)上仍與進(jìn)口芯片存在一定差距，目前國內(nèi)超前的激光器廠商均主要采購Lumentum和貳陸激光的芯片及組件，芯片環(huán)節(jié)仍有待突破。

隨著飛機(jī)、汽車工業(yè)向復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變，高功率激光器滲透率的持續(xù)提升。

激光器的穩(wěn)定

應(yīng)用于激光器中來提高激光器輸出光功率、頻率或其它量的穩(wěn)定性激光器存在各種激光器噪聲，在實(shí)際應(yīng)用中很不利，因此需要采用一些技術(shù)抑制噪聲并且穩(wěn)定激光器的參數(shù)。

主動穩(wěn)定機(jī)制包含一些電子反饋系統(tǒng)（或者正反饋系統(tǒng)），參數(shù)的漲落轉(zhuǎn)化為電子信號，然后在以某種形式作用于激光器。

被動穩(wěn)定機(jī)制不需要電子學(xué)器件，只是采用純光學(xué)效應(yīng)。例如：可以采用穩(wěn)定的參考腔的反饋光來穩(wěn)定激光器的頻率。（即可以認(rèn)為是采用了另一個(gè)激光諧振腔，組成一個(gè)復(fù)合腔）。激光器的分類按工作介質(zhì)區(qū)分，激光器分為：氣體激光器、液體激光器、固體激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器等?？梢酝ㄟ^克爾介質(zhì)的交叉相位調(diào)制效應(yīng)使兩個(gè)鎖模激光器同步，腔內(nèi)的兩束脈沖在介質(zhì)中相遇。也可以采用注入鎖定來穩(wěn)定激光器的頻率，也就是將另一個(gè)激光器中產(chǎn)生的具有非常穩(wěn)定頻率的光束注入到諧振腔中。

激光在合成樹脂材料上的應(yīng)用

隨著激光器和激光加工技術(shù)的發(fā)展，激光在合成樹脂材料上的應(yīng)用越來越多，包含IT、汽車、航空航天、電子和醫(yī)學(xué)等很多領(lǐng)域。由于社會分工日益細(xì)化及部分產(chǎn)品同質(zhì)性越來越強(qiáng)，差異性越來越小，產(chǎn)品制造商除了制造很好的產(chǎn)品外，越來越注重通過加工技術(shù)獲得承載自身信息和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息可追溯的需要。典型的激光器，由激光工作物質(zhì)（發(fā)出能量）、泵浦源（提升能量）、光學(xué)諧振腔（傳播能量）等部分組成。同時(shí)客戶需要節(jié)約成本并提高制造效率，而激光在合成樹脂上日益呈現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢，因此選擇激光加工工藝這種方式的也越來越多。