光纖激光器：市場的新寵兒
訊石光通訊網(wǎng)
2008/8/11 10:46:54
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。誕生于60年代，發(fā)展于90年后的光纖激光器憑借著她的先天性優(yōu)勢不斷地擴充自己的地盤，全面向光通訊、大功率激光加工、激光醫(yī)學、生物技術擴張，特別是她在激光加工和光通訊方面的發(fā)展?jié)摿?，讓業(yè)界嘆為觀止，這位市場的新寵或許會在未來的某一天取代傳統(tǒng)激光器。
激光應用日益普及
伴隨著激光技術的成熟，激光在各領域的應用日益普及。特別是在激光加工、光通訊、激光武器等領域。在激光加工領域，由于具有能量集中、易于操作、高柔性、高效率、高質(zhì)量、節(jié)能環(huán)保等突出優(yōu)點，迅速在汽車、電子、航空航天、機械、冶金、鐵路、船舶等工業(yè)部門廣泛普及，幾乎包括了國民經(jīng)濟的所有領域，被譽為“制造系統(tǒng)共同的加工手段”。在光通訊領域，半導體激光器牢牢地掌握著該市場，隨著光通訊的普及而迅速發(fā)展。激光武器方面，隨著各種類型激光武器的研制成功可能將徹底改變未來的戰(zhàn)場作戰(zhàn)面貌，尤其是在各層次防空和反導系統(tǒng)中，現(xiàn)役的傳統(tǒng)武器系統(tǒng)可能遭到淘汰。
但隨著應用的深入，傳統(tǒng)激光的一些制約因素，如：體積龐大、分立元件多、維護困難、壽命短等缺點日益顯現(xiàn)。于是，光纖激光器憑借其與生俱來的獨特優(yōu)勢趁機崛起。
光纖激光器誕生 發(fā)展迅速
光纖激光器誕生于60年代，發(fā)展與90年代后。2000年以后IT泡沫破裂，眾多光纖廠家生存困難，IPG等光纖巨頭被迫轉向研發(fā)光纖激光器，造就光纖激光器近十年的飛速發(fā)展。
光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，是在光纖放大器的基礎上開發(fā)出來的。與傳統(tǒng)激光器相比具有以下優(yōu)勢，如：成本低、小型化、泵浦不需要嚴格的相位匹配、波導結構、損耗低、轉換效率高、閥值低、輸出激光波長多、可調(diào)諧等。
目前光纖激光器已經(jīng)開始應用到了各個領域，包括光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接（銅焊、淬水、包層以及深度焊接）、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設備、大型基礎建設等。
特別是在光通訊領域，她更加引人注目。由于光纖激光器以靈巧的半導體激光二極管作為泵浦源,以柔軟的光纖作為波導和增益介質(zhì),同時可采用光纖光柵,耦合器等光纖元件,因此無需光路機械調(diào)整,結構緊湊,便于集成，其特有的全光纖結構使器件的抗電磁干擾性強，溫度膨脹系數(shù)小，在頻域上應用WDM及光纖傳感技術可實現(xiàn)多波長可調(diào)諧輸出，在時域上結合激光鎖模技術可產(chǎn)生幾乎沒有啁啾的皮秒級超短變換極限光脈沖。與固體激光器和半導體激光器相比，光纖激光器具有無可比擬的優(yōu)點。
在加工領域，隨著大功率雙包層光纖激光器的出現(xiàn)，其應用正向著激光加工、圖像顯示和生物醫(yī)療等更廣闊的領域迅速擴展。目前光纖激光器的功率已突破千瓦。最近寶馬公司向IPG訂購一批光纖激光器用來焊接車門，標志著光纖激光器開始大規(guī)模應用于工業(yè)生產(chǎn)。
高功率雙包層光纖激光器具有效率高、尺寸小、重量輕、成本低等優(yōu)點，非常適合用于激光武器和其他軍事應用，在軍事國防領域同樣有著非常廣泛的應用前景。隨著新型雙包層光纖激光器技術的發(fā)展，高功率光纖激光器是軍用激光武器發(fā)展中最有潛力的方向之一。
最新市場調(diào)查顯示：光纖激光器供應商將爭奪固體激光器及其他激光器在若干關鍵應用領域的市場份額，而這些市場份額在未來幾年將穩(wěn)步看漲。 到2010年，光纖激光器將至少占領工業(yè)激光器28億美元市場份額的四分之一。光纖激光器的銷售量將以年增幅愈35％的速度攀升，從2005年的1.4億美元增至2010年的6.8億美元。而同期，工業(yè)激光器市場每年增幅僅9％，2010年達到28億美元。
國外公司牢牢占據(jù)著市場 國內(nèi)廠商圖謀破局
光纖激光器市場大致被北美、歐洲和亞洲這三個主要地區(qū)均分。市場增長迅速。IPG在光纖激光器的市場份額中占據(jù)統(tǒng)治地位，05年其占領光纖激光器市場的75%的份額。它能夠自行制造許多核心部件。SPI激光器公司是另一個重要的光纖激光器專業(yè)供應商。IPG原來并不是主流激光器供應商，05年憑借光纖激光器方面的優(yōu)勢擠進了世界激光器供應商前10強。
國產(chǎn)光纖激光器面臨著巨大挑戰(zhàn)。國外光纖激光器廠商如雨后春筍般出現(xiàn)，相干、羅芬等激光器巨頭為了發(fā)展光纖激光器，幾乎每年都要收購一兩家小公司。IPG的強大勢力迫使其他光纖激光器供應商在市場的邊緣尋找其它小而有利可圖的市場。光纖激光器是未來新一代激光器技術的發(fā)展方向，它具有諸多優(yōu)勢，并且消除了常規(guī)固體激光器的不少缺點，但目前激光應用設備廠商對應用光纖激光器還是非常謹慎的。
面對國外大公司的壟斷局面，國內(nèi)公司和研發(fā)機構也在加緊研發(fā)和奮力追趕。06年底華北光電技術研究所采用新型摻鐿光纖，研制出平均輸出功率達1207W的光纖激光器；07年底上海光機所在2微米波段光纖激光器獲得70W的功率輸出；同期湖北華工科技成功研發(fā)出25W脈沖光纖激光器樣機并準備近期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
機遇和挑戰(zhàn)并存 我們該如何面對
目前國內(nèi)的光纖激光器市場才剛剛起步，面臨諸多挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)只有華工科技一家公司能夠生產(chǎn)光纖激光器。而且在技術上跟IPG仍有巨大差距。光纖激光器與光纖技術密切相關，國外大廠基本上都是從光纖起家的。目前國內(nèi)多家研發(fā)單位都是激光器開發(fā)出身，在光纖技術方面缺乏基礎，在一定程度上制約了技術的深入開發(fā)。
同時我們也有難得的機遇。據(jù)華工科技相關負責人透露，“十一五”期間，中國光纖激光器市場年需求在5000臺以上，假如能突破關鍵技術，國產(chǎn)產(chǎn)品售價可控制在進口產(chǎn)品的60%以下，直接降低成本4億元。
面對這挑戰(zhàn)和機遇，我們該如何面對？筆者認為可以采取以下措施來應對：
一、 打破行業(yè)隔閡 加強產(chǎn)學研合作
激光器開發(fā)商與光纖生產(chǎn)商合作開發(fā)光纖激光器，引進我國最前沿的光纖技術，與長飛、烽火等光通訊企業(yè)展開密切合作，共同追趕國外廠商。建議有一定技術基礎的光器件行業(yè)的光源廠商可向該領域滲透。同時我們也希望國內(nèi)能夠加強產(chǎn)學研方面的合作，讓科研院所的成果能盡快產(chǎn)業(yè)化。
二、充分利用“世界工廠”的優(yōu)勢
作為“世界工廠”，國內(nèi)對激光應用設備的需求增長強勁。特別是隨著大族激光、華工科技等民族品牌的興起，為國內(nèi)激光器開辟了廣闊的市場。我們可以跟這些設備廠商合作，共同發(fā)展。
三、細化分工，降低成本
光纖激光技術發(fā)展初期專業(yè)化程度較低。制造商必須自己開發(fā)大多數(shù)關鍵技術，如CD光纖、組合器、光柵和泵源。隨著市場的大規(guī)模化和透明度越來越高，引進一些專業(yè)化的公司，這些公司通過提供特定的元件或模塊進入市場。發(fā)揮他們的特定優(yōu)勢開發(fā)激光器的某一模塊而不是整個激光器。這樣可大幅度降低市場進入門坎，降低材料成本。
四、尋找其它技術突破口
盡管光纖激光器在效率、可靠性、高功率、高亮度和體積方面具有無可置疑的優(yōu)點，但是目前它的某些缺點限制了它更廣泛的應用。當目前的主要供應商如IPG和SPI在集中發(fā)展它的高功率優(yōu)點時，國內(nèi)廠商可以考慮擴展光纖激光器在其他方面的應用，在他們還沒涉足的領域?qū)ふ彝黄瓶?。（文：曾?nbsp; 于占濤）
新聞來源：光電新聞網(wǎng)