高功率热潮之下，光纤激光器还有哪些创新点？

      根据Laser Focus World数据显示，2020年中国激光器市场规模为109.1亿美元，占全球激光器市场66.12%的份额。其中，光纤激光器在工业激光器中的占比也从2015年的40.8%提升至2020年的52.68%，是市场份额最大的工业激光器。2020年中国光纤激光器市场规模约为13.8亿美元，其中国产比例约56%，达7.73亿美元。
 

       国内光纤激光器起步于2006年左右，在过去十多年中孕育出锐科激光、杰普特、创鑫激光为代表的光纤激光器企业，逐步实现了中低功率领域国产替代，高功率领域打破垄断的局面，极大地缓解了工业激光领域“缺芯”的窘境。可谓是继下游设备集成之后，国内激光产业又一代表性突破！
 

       从技术发展来看，国内光纤激光产业基本上也是延续着国外成熟经验，通过泵浦源改进、掺杂光纤、光束合成技术等不断提升激光器功率和加工能力，以满足打标、切割领域的市场需求。由于下游市场相对单一，对于激光加工功率需求相对集中，使得过去很长一段时间，国内光纤激光产业一直处于“拼功率”的粗放式经营阶段，缺乏技术创新及拓展新应用的动力。

      如上图所示，光纤激光器输出功率主要受限因素主要包括泵浦功率、受激拉曼散射（ＳＲＳ）以及热透镜效应。选用性能更佳的光纤器件并更加科学地对器件进行设计整合，可以进一步提升单纤单模光纤激光器输出功率。加之合束技术的使用，想要实现万瓦级高功率输出也并不是特别困难。现阶段国内厂商相继推出万瓦级光纤激光器产品就是很好地说明。
 

      除了功率不断提升之外，高平均功率、高峰值功率脉冲光纤激光器，超短脉冲光纤激光器，更高亮度，模块化、智能化及节能环保等都将成为光纤激光器后续重要发展方向。从材料加工应用市场来看，高功率光纤激光器正在取代传统加工方式，在厚板切割、焊接，熔覆及清洗等领域应用趋势逐步明朗。另一方面，超快激光器由于可以实现精密“冷加工”，在玻璃、脆性材料、生物医疗、显示面板、PCB等领域应用则将成为非常诱人的增长点。
 

      根据中国科学院武汉文献情报中心统计数据，2015-2020年中国超快激光器销售额快速增长，2020年中国超快激光器销售额超过27亿元，同比增长10.20%。随着全球范围内精密加工需求愈发旺盛，Laser Focus World也预计2022年全球超快激光器市场规模将达到166亿元，国内超快激光器市场规模将超过83亿元。从市场应用情况来看，目前光纤激光器微纳加工仍是超快激光主导方式。随着下游应用市场的逐步成熟、产品稳定性和单脉冲能量不断突破、以及核心元器件的自主化进程不断向前，超快激光器应用市场将会进一步打开。作为国内激光光源核心厂商，杰普特除了在高功率光纤激光器应用方面持续发力之外，更是以细分市场差异化需求为牵引，不断推进激光技术、工艺创新！

      传统玻璃切割技术采用金刚石或合金在玻璃上划出微槽，在微槽两侧施加外力使玻璃向厚度方向延展，形成纵向裂缝来实现切断，能满足传统玻璃的加工要求。近些年，随着触控玻璃、蓝宝石等材料在智能手机领域应用越来越普及，非接触式的超快激光加工成为了最主要加工手段。
 

      凭借超快脉冲时间和超高峰值功率的特性，超快激光使得光脉冲的能量以极快的速度注入到很小的作用区域，瞬间的高能量密度沉积将使电子的吸收和运动方式发生变化，避免了激光线性吸收而导致能量的转移和扩散等影响，从而实现脆性材料的精密加工。

       近日，杰普特在原有MOPA脉冲激光器基础上再次升级，推出了全新系列M8光纤红外激光器。相较于M7系列除了将功率提升至100-250W范围，并且还能够提供更高的脉冲能量和峰值功率，首次实现了纳秒光纤激光器在玻璃加工领域的应用，为下游市场提供了更具性价比的产品方案，特别适合电池极片切割与清洗、玻璃打孔的应用，应用行业分布新能源汽车、光伏等领域，带来了MOPA脉冲光纤激光器应用的再次升级。

       另外，随着上半年消费电子、新能源汽车、被动元器件等市场的不断升温，杰普特也成功量产了JPT-PS系列30W红外皮秒激光器，很好地满足了先进材料精密加工应用需求，在超快激光器前沿产品探索与工艺改良两个方面均取得长足的进步。在医疗应用中，食品药品监督管理局（FDA）规定所有的产品与器械都需要有唯一设备标识（UDI），即药品和零件医疗器械都要求打上识别码标记。传统的喷墨标记方式不仅容易脱落、被纂改，也有带入制毒物质和污染环境的风险。采用JPT-PS系列30W红外皮秒激光器进行不锈钢表面标记，更加环保且标记稳定不易脱落，具有抗腐蚀，抗钝化，抗高压灭菌等优异性能，带来了医疗应用工艺的再一次升级。
 

      对比通用的纳秒激光器，JPT-PS系列30W红外皮秒激光器热影响更小，在医疗穿刺及其钻孔器械打标等应用中更具优势。另一方面，纳秒激光器过盐雾后颜色会有明显变化，皮秒变化量少，相对而言更加稳定可靠。随着激光技术应用的不断深入，越来越多新兴应用开始涌现，需要整个产业链积极探索，去发现新的市场增长点。

       随着新能源汽车产业的持续稳步增长，动力电池的需求量出现了大幅度增长。根据中国汽车动力电池产业创新联盟政策信息研究部发布的数据，2021年6月，我国动力电池产量共计15.2GWh，同比增长184.3%，环比增长10.2%，对于先进加工工艺需求旺盛。

       对于光纤激光技术而言，可应用于动力电池生产过程中的电芯、极柱、软连接、注液孔、防爆阀、模组、极耳焊接等多个领域。其中，MOPA脉冲光纤激光器拥有优秀的光束质量特性，高亮度、高峰值、高能量密度输出，加工效率高且切割平整，并具有防反射特性，是电芯极片切割的理想光源。
 

       自今年年初以来，面对全球供应链的新变化以及动力电池、太阳能光伏等下游应用的增长，杰普特快速布局加快推进激光器国产替代。在光伏行业，已有光伏装备大客户选用其激光光源作为开槽、裂片、钻孔等应用的首选激光器。而在动力电池市场，杰普特已经通过配套联赢激光等知名激光装备制造商，成功进入到动力电池头部企业供应链，为动力电池全系制造提供完整的激光器解决方案。