超快激光渐成气候 国内企业布局之路
发布时间：2018-04-13
激光（Laser）是指物质受激辐射而产生的光，激光具有良好的单色性、相干性和方向性，其特性用波长（λ）或者频率表示。按照波长不同，激光可分为：红外激光、可见激光、紫外激光。
与普通光源相比，激光具备高亮度、高方向性等优异特性，已经成为一种新的技术和手段，广泛应用到通信、工业加工、军事武器、医疗等诸多领域。
激光器是产生、输出激光的装置，按照激光工作物质类别的不同，可将激光器分为气体激光器、液体激光器、固体激光器、半导体激光器等；按照波长的不同，一般可以将分为红外激光器、可见光激光器和紫外激光器；按照脉冲宽度的不同，可分为毫秒激光器（10－3秒）、微秒激光器（10－6秒）、纳秒激光器（10－9秒）、皮秒激光器（10－12秒）、飞秒激光器（10－15秒）；按照输出功率的不同，可分为高功率激光器（1000W以上）、中功率激光器（100W－1000W）、低功率激光器（100W以下）等。
以皮秒与飞秒激光器为代表的超快激光器具有极短的激光脉冲（脉冲持续时间只有几个皮秒或飞秒）和极高的峰值功率的特点，用于材料加工具有独特的超精细、无热影响等优异性能。
加工的“超精细”——超快激光能够聚焦到超细微空间区域，同时具有极高峰值功率和极短的激光脉冲，加工时切面整齐、无热扩散、无微裂纹及冶金缺陷，加工过程中不会对所涉及的空间范围的周围材料造成影响，从而做到了加工的超精细。
加工的“无热影响”——脉冲持续时间大于10ps的传统激光，与材料作用时，热过程将起到主要作用。脉冲持续时间小于10ps的超快激光，由于脉冲持续时间只有皮秒、飞秒量级，远小于材料中受激电子通过转移转化等形式的能量释放时间，能量来不及释放该脉冲已经结束，避免了能量的转移，转化以及热量的存在和热扩散，实现了真正意义上的激光“冷”加工。
超快激光的工业应用非常广泛，随着消费电子、新型显示、生物医疗、3D打印、高端装备等新应用的发展，对于激光加工精细度要求越来越高，超快激光已经成为精密加工的重要方向。国内外激光企业纷纷布局激光器／超快激光设备市场。在核心超快激光器市场，目前基本上是外国公司占主导，以相干，光谱物理、通快、NKT、EKSPLA、Lihgt Conwersion、lumentum、EdgeWave、AMPlitude等公司为代表。大族激光、华日激光、安扬激光、虹拓新科技、盛雄激光、贝林激光、卓镭激光等国内企业正大力推进技术产业化，在超快激光设备、激光精密加工、激光器技术的研发、技术应用和产品生产等产业环节取得快速发展。
大族激光
大族激光致力于攻克皮秒／飞秒激光器国产化技术。2015年大族激光较大功率皮秒激光器项目实现了从研发样机到批量生产的重大突破，成功应用于LED 、蓝宝石切割。2016年Draco系列皮秒激光器实现规模销售，作为新一代核心光源打破国外垄断，在LED晶圆、蓝宝石、玻璃脆性材料切割领域基本替代进口。
面向新兴应用领域，大族激光具备核心激光器产品和自动化设备整合能力，快速跟进并占领市场，公司超快激光设备已经成功应用于OLED产品外形切割、线路修复、盖板成形、3D玻璃外形切割与表面扫光、动力电池涂布及激光焊接等，并取得较好成绩。公司自主研发的皮秒激光器已经为苹果供货，随着国产手机对玻璃、陶瓷盖板和后盖跟进，皮秒紫外激光器将持续放量。
大族激光核心小功率超快激光器实现量产和应用，大功率超快激光器自主研发也在稳步推进，产基地已启动建设，处于整机测试阶段，效果达国际先进水平，预计到2018年开始量产自研的1kw的光纤激光器和激光加工设备。
华日激光
华日精密激光是华工科技旗下的一家先进固体激光器制造商在我国超快激光产业实现产业化、国产化进程中起到了重要作用的。
2009年华日激光引入美国技术团队，发展固体激光器端面泵浦及倍频技术，成功研发了国内首台工业应用性能稳定的紫外固体激光器，后期陆续完成红外、绿光、紫外等多波段全固态激光器产品的研发；2014年收购Attodyne公司发展超快激光器技术；2015年成功推出工业用10－50W皮秒超快激光器，并迅速抢占市场，产能达到每月100台；2016年将承担了国家科技部重点项目“工业级皮秒／飞秒激光器关键技术研究及产业化”，重点发展皮秒／飞秒激光技术。
2017年华日激光已研制出飞秒激光器种子源，其团队已经完成了10W飞秒激光器的原理样机，即将推出40W飞秒激光器。
华日激光超快激光器产品主要应用于金属及非金属材料精细标记加工、LED芯片及FPCB／PCB等的加工、3D打印、ITO膜刻蚀PCB／FPCB的切割与分板、陶瓷材料打孔与划片、玻璃／蓝宝石／晶圆切割、LED衬底晶圆划线、阳极铝打黑等领域。
安扬激光
安扬激光历经7年，成功研发并已推出成熟可用的皮秒、飞秒脉冲光纤激光器和超连续谱激光器等系列工业超快激光器产品。安扬激光掌握了超快光纤激光器的核心技术，自行研发了90％ 以上的核心器件或者模块，拥有核心的专利，核心器件和技术不依赖于进口。安扬激光有特种光纤设计生产团队，具备自行设计和生产特种光纤的能力。同时，安扬激光有自建光纤拉丝塔，目前设计生产了40余种各种用途的特殊光纤，控制了光纤激光器产业链的上游，彻底摆脱西方公司对光纤激光器产业链的控制，保证了供应链的自主与安全。
目前安扬公司超快激光设备已成熟应用于手机全面屏切割、玻璃切割、OLED PET膜切割、金刚石切割、玻璃焊接、玻璃振镜消融、FPC PI覆盖膜、PERC太阳能电池、不锈钢打孔、线路板打盲孔等领域。
贝林激光
贝林激光是国内最早从事激光器研发的公司之一，通过多年研究于2012年成功研制第一台皮秒激光器，后续推出多款皮秒激光器、紫外固体激光器、纳秒绿光激光器。皮秒激光器产品广泛应用于LED晶圆切割、玻璃切割、指纹膜组切割等精细加工领域。超快激光产品定位于精细加工领域：纳秒激光器较多用于精细打标，主要是在3C产品的外壳和内部元器件上；皮秒激光器较多是应用于一些高精度要求的特殊材料精细加工，像LED晶圆、玻璃、陶瓷等材料的精细加工。到2016年底，贝林激光累计出货皮秒激光器600台。
在技术方面，贝林激光已经取得一系列独特的自有技术及专利技术：纳秒激光器方面，有先进的谐振腔设计和激光控制技术，确保激光器能在高功率运转下获得优秀的光束质量和较窄的激光脉宽，特殊的腔内热补偿技术及谐波转换技术实现高效稳定的倍频转换。皮秒激光器方面，有自主开发的光纤种子源技术和独特的放大器技术。
2017年德龙激光将激光器业务并入全资子公司苏州贝林激光有限公司。德龙激光是一个激光设备集成商，和激光器市场有很大的区别，将激光器业务并入贝林激光，实现业务整合重组，达到资源的优化配置。这一举措将丰富贝林激光产品线，延伸产业链，获得更强的竞争优势，加速推动贝林激光企业发展。
卓镭激光
2015年，卓镭激光和中科院建立战略合作关系，中科院将为卓镭激光提供持续的技术支持与发展动力。公司成功研发高功率、低功率的皮秒激光器后，于2017年还开发出了GRAVER系列的30瓦的绿光纳秒激光器，这款全新激光器最主要的特点是脉宽比较窄，同时功率比较高。
用于精密微加工的工业级高功率皮秒激光器和用于材料改性的大能量纳秒脉冲激光器均达到国内顶尖水准。医疗领域开发了医疗美容专用的皮秒激光器。并已广泛用于玻璃切割、金属微加工、激光冲击强化等领域。
盛雄激光
盛雄激光是国内生产激光设备的龙头企业，公司激光业务线从金属材料的激光加工设备延伸至电子消费产业的非金属材料激光加工装备和汽车产业激光系统集成设备，形成技术协同效应，有效扩大在工业级激光装备市场的占有率，实现外延式战略布局。盛雄激光目前未涉及激光器的研发和生产，公司专注精密激光打标和微钻孔切割领域，主要做超快激光设备系统集成，核心激光器件依赖德国进口。
盛雄激光是超快激光设备的龙头企业，利用自主的控制系统技术，成功实现了皮秒激光设备国产化。公司2011年投入资源进行精密激光微细加工技术的研发和储备，并开始布局手机触摸屏行业sensor的ITO膜及银浆电路激光蚀刻加工市场，后期取得了长足的进步和发展。公司精密激光微细加工技术主要聚焦于消费类电子产业，比如手机、平板电脑等移动智能终端的一些关键零部件结构件的加工领域。先后推出ITO膜激光蚀刻机、LED的陶瓷基板的激光划片机、HDI（高密度互连）线路板的高速激光钻孔机等皮秒激光设备，并获得非常好的市场推广效果。盛雄激光在皮秒／飞秒激光器领域处于绝对领先地位，技术储备和市场占有率远超其他公司，非苹果产品加工市场占有率达 90％，推动中国皮秒激光设备实现了国产为主的格局。
