1.我國超快激光器行業目前已形成較為完整的產業鏈
超快激光器是指基于 SESAM(可飽和吸收鏡)、克爾透鏡等鎖模技術,用于發射超短脈沖的鎖模激光器。其脈沖寬度可達到皮秒(ps)甚至飛秒(fs)量級,具有脈沖能量密度極高、材料適應性廣、加工熱影響區極小等顯著優勢。超快激光器作為激光產業的前沿發展方向,具有廣闊的發展及應用前景。
根據觀研報告網發布的《中國超快激光器行業發展現狀分析與投資前景預測報告(2025-2032年)》顯示,目前,我國超快激光器行業已形成較為完整的產業鏈。上游主要包括激光晶體、非線性晶體、激光電源及光學元件等核心原材料與配套元器件;中游為超快激光器制造環節;下游為應用領域,隨著技術進步,其應用領域也在不斷拓展,目前覆蓋半導體、顯示器、醫療健康、航空航天、消費電子,玻璃等非金屬材料切割以及新能源(如太陽能電池、鋰電池)等領域。
資料來源:觀研天下整理
2.超快激光器市場規??焖贁U容,預計2025年突破50億元
近年來,我國超快激光器行業快速發展,市場規模由2017年的13.5億元增長至2024年的45.5億元,年均復合增長率達18.95%。這一快速發展態勢主要得益于四大驅動因素:
數據來源:凱普林招股書、英諾激光年報、觀研天下整理
首先,超快激光器獨特的超短脈沖特性(皮秒至飛秒量級)使其與材料相互作用時間極短,有效避免了傳統激光加工中的熱影響問題,顯著提升了加工精度和質量。這一技術優勢促使越來越多下游企業選擇超快激光工藝替代傳統加工方式。其次,半導體、顯示器、醫療健康、新能源等下游行業蓬勃發展,為超快激光器創造了廣闊的市場空間。再次,激光器在輸出能量、脈沖寬度、重復頻率等關鍵技術指標上的持續突破,不斷拓展其應用邊界;最后,上游核心原材料、元器件以及超快激光器整機的國產化進程加速,推動整體成本持續下降,進一步擴大了市場應用規模。在這些因素協同推動下,預計2025年我國超快激光器行業仍將保持快速增長勢頭,市場規模有望突破50億元,同比增長16.70%。
3.皮秒激光器是我國超快激光器市場主流品種
根據輸出激光的脈寬不同,超快激光器可分為皮秒激光器、飛秒激光器等。其中,皮秒激光器因其技術成熟度高,具有熱效應低、能量高度集中、性價比突出等顯著優勢,成為我國超快激光器市場的主導產品。這類激光器在保證加工精度的同時,兼顧了設備穩定性和經濟性,因此應用范圍最為廣泛。行業數據顯示,當前國內銷售的超快激光器中,皮秒激光器占比高達85%左右,是當之無愧的市場主流品種。相比之下,飛秒激光器雖然加工精度更高,但由于技術復雜度高、設備成本昂貴等因素,目前市場份額相對較小。
皮秒和飛秒激光器對比情況
對比項目 | 皮秒激光器 | 飛秒激光器 |
原理 | 主要通過鎖模技術實現。鎖模技術通過控制激光腔內不同縱模之間的相位關系,產生皮秒級別的超短脈沖。 | 通過鎖模技術和啁啾脈沖放大(CPA)技術實現。CPA技術解決了飛秒激光直接放大會損傷光學器件的問題,顯著提高了脈沖峰值功率。 |
脈寬 | 皮秒激光器的脈寬為皮秒級別,即10?12秒。 | 飛秒激光器的脈寬在飛秒級別,即10?1?秒。 |
成本 | 較低 | 較高 |
優點 | 熱效應較低,適合精密加工;能量高度集中,適用于多種材料;支持更高的重復頻率和靈活的脈沖能量調節等。 | 幾乎無熱效應,適合對熱極其敏感的材料;極高的時間分辨率,適合超快過程的研究;能量高度集中,加工精度更高,適合超精密加工等。 |
應用領域 | 玻璃等非金屬材料切割、消費電子、顯示器、太陽能電池、醫療健康等 | 醫療健康:如眼科手術;科研領域:超快光譜學、量子計算;微納米制造:微流控芯片、光學透鏡陣列等。 |
資料來源:公開資料、觀研天下整理
4.國產超快激光器銷量快速增長,正沿著“雙軌并行”的發展路徑前進
我國超快激光器行業起步相對較晚,國內企業于2012年前后才陸續進入該領域,與國際領先企業相比存在明顯差距。但近年來行業發展迅猛,截至2023年,國內從事超快激光器研發與生產的企業已超過50家。以華日激光、英諾激光、卓鐳激光、凱普林等為代表的本土企業通過持續加大研發投入,在關鍵技術領域取得突破性進展。隨著技術成熟度提升、上游核心原材料和元器件國產化率提高以及規模效應顯現,國產替代進程明顯加速。憑借顯著的性價比優勢和本土化服務能力,國產超快激光器在下游市場的認可度持續攀升,帶動其銷量快速增長。2019-2023年間,國產皮秒和飛秒激光器銷量從1380臺激增至6000臺,年均復合增長率高達44.4%,展現出強勁的發展勢頭。
數據來源:公開資料、觀研天下整理
當前國產超快激光器產業正沿著“雙軌并行”的發展路徑快速前進:一方面在中低端應用市場持續鞏固優勢地位,另一方面積極向高端應用領域拓展突破。2021年的市場結構數據顯示,國產設備雖已占據55%的銷量份額,但收入占比僅為30%,這一差距反映出國產產品仍主要集中在中低端市場。不過,隨著頭部企業不斷突破高功率、高穩定性等關鍵技術瓶頸,國產超快激光器在精密微加工、半導體制造等高端領域的滲透率將穩步提升,未來發展空間廣闊。
5.超快激光器行業將持續向高峰值、高頻率、高功率方向發展
未來,我國超快激光器行業將持續向高峰值、高頻率、高功率方向發展,以滿足高端制造和科學研究領域對精密加工日益提升的技術要求。這一技術演進將顯著提升加工精度和效率,同時增強對不同特性材料的加工適應能力,為開拓更廣泛的市場應用創造有利條件。
目前,國內企業正積極攻關,提升產品性能。例如英諾激光牽頭的“高功率薄片超快激光器關鍵技術與產業化”項目正在有序開展,致力于實現具有完全自主知識產權的工業級激光器從百瓦級向數千瓦級的重大技術跨越。凱普林正在進行高能量高功率固態飛秒激光器研制,目前完成了振蕩器、放大器所需鎖波長半導體泵源的裝調、測試、集成,并配合高能量高功率固態飛秒激光器的整體目標進行了模塊化開發。這些技術創新正在推動國產超快激光器向更高性能水平邁進。(WJ)

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