半導體激光器的未來在哪里?

時間:2018-07-18 08:33來源:OFweek激光網作者:wuping 點擊:
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摘要:總體來說,由于技術不斷發展,導致半導體激光器的應用領域不斷在改變,這些改變目前仍在發生。總體而言,半導體激光器正向發射波長更短、發射功率更大的方向發展,以適應當前的市場需求。

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中國激光產業在地域分布上呈現出很強的聚集性,以深圳為代表的珠三角區域主要以中、小功率激光加工設備為主,而以武漢光谷為代表的華中區域則在產品線上更為全面,覆蓋了大、中、小功率設備。除去這兩個最為大型的產業聚集區域,長三角、環渤海地區,以及新興的東北工業區都形成了較為完整的激光產業帶。


產業升級激光加工設備需求更大

半導體激光器的未來在哪里?

隨著制造業向高端化、智能化的轉型升級,激光設備加工應用市場隨之不斷擴增。摩爾定律創始人之一摩爾曾在1965年作出預言:半導體將會得到高速發展,電子學會隨之獲得廣泛的普及,滲透到寬廣的應用領域中。從半個世紀之后再往回看,這一預言早已得到了完美印證。雖然光纖激光器優勢市場潛力很大,不過,目前市場上應用最多的還是半導體激光器。

半導體激光器俗稱為激光二極管,因為其用半導體材料作為工作物質的特性,所以被稱為半導體激光器。半導體激光器通常采用的工作物質有砷化鎵、硫化鎘、磷化銦等,可以作為光纖激光器和固體激光器的泵浦源,也可以直接輸出激光作為光源。

半導體激光器發展始于上世紀60年代,如今已經在各行各業中得到了廣泛的推廣應用。憑借結構緊湊、光束質量好、壽命長及性能穩定等優點,在通訊、材料加工制造、軍事、醫療等領域大展拳腳。正是因為激光設備應用領域很廣,涉及行業眾多,所以半導體激光器的市場規模很大。據OFweek行業研究的數據顯示,半導體激光器在2017年的市場規模高達53.1億美元,同比增長率高達15%,占據了激光器整體市場份額的四成,是絕對的主導地位。


2012-2017年全球半導體激光器市場規模及增長率(單位:億美元)

半導體激光器的未來在哪里?

圖片來自OFweek產業研究院

技術發展 應用領域延伸

隨著半導體技術的不斷深入發展,市場需求不斷轉向。半導體激光器應用領域也不斷發生變化。從最初的小功率設備,發展到目前的大功率設備,半導體激光器也從一些輕型加工領域向重型加工領域轉移。

早在20世紀80年代的時候,半導體激光器還只是應用在光存儲和一些小眾應用。當時,光存儲是半導體激光器行業的第一個大型應用。半導體激光器技術的不斷創新,推動了注入數字多功能光盤(DVD)和藍光光盤(BD)等光存儲技術的發展。到了20世紀90年代,光網絡成為了半導體激光器的主戰場。再到后來的20世紀90年代,半導體激光器又成為通信網絡的關鍵加工制造設備。

目前,半導體激光器最大的應用之處是作為光纖激光器和固體激光器的泵浦源。半導體激光器作為光纖激光器泵源的時候,通過提高單元功率能夠從根本上簡化泵浦系統的結構,和提高泵浦功率水平。隨著光纖激光器和固體激光器對輸出功率要求越來越高,對半導體泵浦源的功率也提出了更高的要求。

由于光束質量的限制,傳統半導體激光器難以直接用于金屬切割。近年來,隨著半導體耦合技術的提高,以及新型合束技術的逐漸成熟,部分千瓦級以上的光纖輸出的半導體激光器,也可以滿足切割對光束質量的要求。另外,由于半導體激光器波長的多樣性,短波長的半導體激光器的波長十分接近鋁的波長吸收最大值。因此,在汽車工業中,大功率半導體激光非常適用于鋁材汽車車身的焊接。目前,激光輸出功率為2KW到6KW之間的半導體激光器,在汽車工業生產過程中已得到了廣泛應用。

在材料直接加工領域,半導體激光器光束質量難以超越光纖激光器。但是在薄板焊接、切割應用方面,半導體激光器卻很適用。高功率半導體激光器的發展使得許多重要的應用成為可能。這些激光器已經取代了許多傳統技術,并且為我們帶來了許多新的產品。

總結:總體來說,由于技術不斷發展,導致半導體激光器的應用領域不斷在改變,這些改變目前仍在發生。總體而言,半導體激光器正向發射波長更短、發射功率更大的方向發展,以適應當前的市場需求。
【光粒網綜合報道】( 責任編輯:wuping )
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