一、什麼是超快激光
激光器是激光的發生裝置，主要由泵浦源、增益介質、諧振腔等組成。泵浦源為激光器的光源，諧振腔為泵浦光源與增益介質之間的迴路，增益介質指可將光放大的工作物質。根據輸出方式的不同，可將激光器分為連續激光器和脈衝激光器。
連續激光器可以在較長一段時間內連續輸出激光，工作穩定、熱效應高，其輸出激光在穩定運行時的任何時刻都保持連續不中斷。其一般用於金屬材料的連續高速切割、焊接，以及表面熱處理、激光熔敷等宏觀加工。
脈衝激光器激光以脈衝形式，按照一定的頻率、幅度、波形被調製後呈現週期性輸出，每一個光脈衝週期內的最高功率即為脈衝光纖激光器的峰值輸出功率。以脈衝形式輸出激光，主要特點是峰值功率高、熱效應小。特別適合於高精度打標、精密焊接、精密切割等微觀領域加工。
超快激光的特點是脈衝時間極短和高峰值功率。超快激光屬於脈衝激光的一種。根據激光峰值功率的定義，其為脈衝的能量除以脈衝的持續時間（脈寬）。單脈衝能量一般比較固定，為了獲得高的峰值功率，主要是通過降低脈寬，即脈衝持續時間。根據脈衝時間的差異，脈衝激光器分為納秒激光器、皮秒激光器和飛秒激光器。可以看到皮秒的時間為 10^-12秒，飛秒的時間為 10^-15秒，脈衝時間極短，所以稱為超快激光。超快激光的快在於脈衝時間極短，目前超快激光器在研究上已經發展到阿秒級別。
超快激光的特點是脈衝時間極短和高峰值功率。隨著脈衝能量急劇上升，高功率密度足以剝離外層電子。由於激光與材料相互作用的時間很短，離子在將能量傳遞到周圍材料之前就已經從材料表面被燒蝕掉了，不會給周圍的材料帶來熱影響，因此也被稱為“冷加工”。不會出現加工面的熔融、裂縫現象。高精度、高質量、高分辨率，加工區域可小於焦斑尺寸，突破衍射極限。其主要優點包括：
①脈衝寬度很短。可以用於處理持續時間非常的物理化學過程。例如：瞬態成像、超快光開光、高速光通信。②光譜含量非常豐富。可以用於激光光譜檢測。例如：脈衝整形、通信中的光譜編碼。③峰值功率非常高。用於激光加工、激光醫學手術、激光核聚變。
二、超快激光市場分析
根據 Mordor Intelligence 統計和預測，2018 年全球超快激光市場價值33.7億美元，預計到2024年將達到128.2億美元，CAGR 為25.02%。其中亞洲和歐洲市場將是市場增速最快的區域，潛在市場可觀。
超快激光全球各區域增長率預測
（來源：Mordor Intelligence ）
中國超快激光市場規模發展迅速。從我國市場規模來看，超快激光行業正處於快速發展階段，根據中國科學院武漢文獻情報中心發佈的《2019中國激光產業發展報告》，2017年我國超快激光器市場約13.5億元，預計2020年將超過50億元。
2015-2020年中國超快激光器市場規模
（來源：Industrial Laser Solutions）
Bos Photonics諮詢公司BO GU博士認為，光纖激光器現已成為中國材料加工的主要激光源，佔據了60％以上的激光加工市場。價格下降的積極影響是迅速受到最終用戶歡迎，激光應用迅速普及，尤其是在金屬切割、打標和清潔方面。2018年，中國銷售了30,000臺中功率激光切割系統和6000臺大功率激光切割系統，以及13萬臺激光刻印機。但是另一個值得注意的領域是主要由3C應用驅動的紫外（UV）激光器和超快激光器的快速增長。
激光行業觀察認為，雖然超快激光器在工業激光市場總量中貢獻還比較小，不到10%，但是其將成為未來增長最快的領域之一，而這背後則是消費電子、醫療器械等領域精密加工需求的增長，以及技術和工藝的不斷成熟。
中國市場光纖激光器價格趨勢
（來源：Industrial Laser Solutions）
另一方面，光纖激光器領域日益激烈的價格競爭，使得廠商除了不斷向利潤空間更豐厚的高功率領域加大投入之外，超快激光器也成為重要的選擇之一。加之創業企業的不斷加入，超快激光器領域正變得愈發“熱鬧”，成為近幾年國內外展會重要關注的方向之一。
三、超快激光產業趨勢及主要玩家
目前國內的超快激光器80%以上仍有賴進口，進口超快激光器在穩定性方面仍有一定優勢，但價格較貴。從產業發展來看，海外激光企業仍主導著全球超快激光市場，包括德國通快（TRUMPF），美國相干（Coherent），美國IPG，丹麥NTK，美國MKS，法國Amplitude，美國Clark-MXR，立陶宛EKSPLA，美國IMRA America等公司。
據上海證券分析，國外超快激光器公司發展呈現兩個格局：一是擁有自己的核心技術，後被激光行業的龍頭企業收購，投入大企業的懷抱；二是自身獨立發展。目前被大企業收購成為主流。主要在於超快激光企業一般屬於初創企業，規模都不大，而且超快激光成本較高，初期應用有限。但激光行業龍頭企業關注到超快激光較快的增長和市場潛力，紛紛通過併購進入到超快激光行業。例如：2018年德國通快收購了超短脈衝激光器製造商德國 AMPHOS 公司；相干公司 2015 年收購超短脈衝激光器 Raydiance 公司。
全球超快激光企業成立時間表及收購關係（來源：平安證券）
而其中獨立發展的典型公司是法國的 Amplitude Laser Group 公 司。公司是是超快激光器在工業與科研領域的領跑者，成立於2001年，總部位於法國波爾多（Bordeaux），生產飛秒激光器和激光器系統，用於導體、平板顯示、消費電子、醫療器械精密製造等工業領域。目前年銷售額超 8000 萬歐元。
為此，激光行業觀察認為，在需求和資本的帶動下，隨著超快激光器、加工工藝及市場規模的不斷成長，全球超快激光產業競爭將變得更加激烈，正如光纖激光器領域正在上演的情景一樣。
全球主要USP激光器廠商
（來源：Industrial Laser Solutions）
反觀國內市場，華日激光、貝林激光、安揚激光等優秀企業正成為超快激光領域的代表企業，但總體上國內超快激光器還處於發展初期。從產品的佈局來看，目前大部分企業都已經具備皮秒激光的量產能力，逐漸提升皮秒激光器的功率。飛秒激光器目前主要為國外廠家為主，特別是紫外飛秒激光器為國外廠家控制和壟斷，國內目前部分企業已經突破紫外飛秒激光器的研發生產製造。國內主流超快激光器廠商主要如下：
武漢華日精密激光股份有限公司
公司是華工科技旗下的一家先進固體激光器專業製造商，專業從事全固態激光器的研發和製造，公司成立於 2009 年，全系列激光器產品均具有自主知識產權。公司主要由三位國家千人計劃專家領銜產品研發工作，研發出納秒級－皮秒級－飛秒級等多種脈寬，紅外－綠光－紫外等多波段的固體激光器產品。
武漢安揚激光技術有限責任公司
公司主要從事飛秒光纖激光器和超連續譜光源研發和生產的高新企業。公司成立於 2010 年，主要從事高功率皮秒，飛秒光纖激光器和超連續譜光源的研發、生產和應用。安揚激光已成功推出皮秒，飛秒脈衝光纖激光器和超連續譜激光器等系列產品。
青島自貿激光科技有限公司
公司是由武漢虹拓新技術有限公司與青島自貿發展集團共同創立的高新技術企業，坐落於青島自貿激光產業園，是專業從事超快光纖激光器、核心器件及裝備的研發、生產、應用和銷售的激光器和激光器裝備的製造商。
公司依託專業的科技研發力量，圍繞超快激光產業，重點發展飛秒激光技術的生產應用，形成以超快激光為主的光電科技產業集群，帶動區域經濟發展及產業轉型升級。
英諾激光股份有限公司
公司成立於2011年，是國家高新技術企業，總部位於深圳市南山區科技園，專注於微加工領域激光器的研發、生產、銷售及以激光模組形式為客戶提供定製化微加工解決方案。
廣東華快光子科技有限公司
公司成立於2012年7月，是通過產學研一體化，進行超短脈衝光纖激光器研發和生產的高新企業，專注於超快激光光源的研製及高端工業激光解決方案服務。產品廣泛應用於精密微納加工、3C加工、精密醫療器械等多個領域，如超薄玻璃、OLED、FPC柔性線路板、半導體晶圓等。
蘇州貝林激光有限公司
公司成立於2007 年，致力於研發、生產、銷售各類工業級固體激光器及超短脈衝激光器。公司現在的產品主要有納秒激光器、皮秒激光器和飛秒激光器三大系列。
南京諾派激光技術有限公司
公司是一家由多位留學歸國博士領創的國家級高新技術企業。公司主要從事全波段、高可靠性超短脈衝激光器的研發、生產，以及高端激光器在工業精密加工和智能傳感領域的應用開發。
深圳市大族激光科技股份有限公司
公司1996年創立於中國深圳，是亞洲最大、世界排名前三的工業激光加工設備生產廠商。公司於2004年在深圳證券交易所上市。目前全球員工超過1萬人，總資產逾180億元。大族激光是全球僅有的幾家能做到垂直整合的公司，擁有自主激光器、數控系統、軟件、光源以及功能部件等技術。飛秒激光器一直是大族激光旗下激光光源事業部的重點研究方向，2018年成功推出固體皮秒激光器和20W飛秒激光器，截止2019年底，公司已經實現100餘臺超快激光器銷售。
北京卓鐳激光技術有限公司
公司成立於2014年8月，是一家從事超快、超強激光器設計研發及生產製造的硬科技企業，主要產品包括工業超快激光器系列、脈衝大能量激光器系列、二極管泵浦激光器系列、醫美專用OEM激光器系列、定製激光器等，可應用於科學研究、工業加工和醫療美容等領域。
天津凱普林激光科技有限公司
公司自主研發工業級超快激光器。目前產品主要是飛秒，但是今後可能也會研發生產皮秒激光器。我們的超快激光器覆蓋近紅外到紫外共4個波段：1.5微米、1微米、綠光、及紫外，以滿足不同客戶的需求。一方面充分利用凱普林的平臺和渠道，另一方面以一個全新的團隊來開拓這塊業務。公司的目標是成為國內最好的超快激光器供應商，為我們的客戶提供性價比最高、客戶服務最好的產品。
上海朗研光電科技有限公司
公司是一家從事超靈敏光電探測設備和高端光纖激光器生產研發的企業。公司成立於 2009年，具備齊全的光電測試設備和多條裝配生產線，擁有高度精英化的研發團隊。朗研光電推出的光纖激光器脈衝寬度涵蓋從連續到飛秒，波長覆蓋從紫外到紅外，並能提供多波長同步輸出，配合激光放大模塊可實現平均功率定製。
蘇州帕沃激光科技有限公司
公司是專業的激光器製造商，由激光行業從業數十載的高級工程師、博士團隊共同創立，是先進固體激光器及其應用系統的專業生產商，生產目前技術先進的全固態皮秒激光器、紅外納秒激光器、綠光激光器、紫外激光器，產品在消費類電子品、太陽能電池硅片和微晶玻璃等的加工方面具有獨特的優勢。
羅根激光科技（武漢）有限公司
公司 2017年成立於武漢的光谷。主營業務集中在“先進固體超快激光器＂和“激光精密加工解決方案”的研發、生產和銷售。公司20瓦紫外和70瓦綠光激光器都達到國內領先水平。
北京國科世紀激光技術有限公司
公司是中國科學院控股的高端半導體泵浦激光器和固體激光器專業生產商。公司具有半導體泵浦激光器批量生產能力，並擁有紫外激光器、綠光激光器、紅外激光器和皮秒激光器批量生產線。建有“半導體泵浦激光產品質量檢驗中心”，擁有國內一流的檢測設備。公司具有強大的研發能力，是“國家半導體泵浦激光工程技術研究中心”、北京市科委認定的“北京市科技研發機構”、“先進半導體泵浦激光技術北京市國際科技合作基地”及北京市市級“半導體泵浦激光技術工程中心”、國家人事部認定的“中關村科技園區海淀園企業博士後工作站分站”。
鹽城物科光電有限公司
公司於 2014 年 5 月成立，依託中國科學院物理研究所及北京物科光電技術有限公司的技術優勢，致力於超快激光器、窄線寬激光器等高端激光產品設備的研發與生產。
杭州奧創光子技術有限公司
公司成立於2018年6月，是一家專業從事超短脈衝激光光源、超短脈衝激光功能模塊的集研發、生產、銷售與系統、應用解決方案為一體的高新技術企業。擁有專業化的人才團隊，掌握超短脈衝激光關鍵技術。
北京贏聖科技有限公司
公司是國家高新技術企業，致力於商用超快激光產品開發。公司於2015年5月在北京註冊，2018年國家高新技術企業。公司擁有工業產品領域國內外高級產品專家，在商用激光產品的設計、製造、檢測以及應用等方面具備完備、先進的經驗。
中山銦尼鐳斯科技有限公司
公司是一家集研發、生產、銷售於一體激光產業技術型公司；我們具有一批高端光纖激光技術創新的科研技術團隊，超快光學技術是我們的業務基石，目前主要致力於研究高亮度超短脈衝激光器，高功率飛秒激光器及其衍生系統的開發及產業化應用，擁有諸多激光器的核心技術和專利，同時具備工業級精密激光設備、組件的系統研發、生產能力。
北京國科世紀激光技術有限公司
公司始建於2002年，是中國科學院控股的高端半導體泵浦激光器和固體激光器專業生產商，具有半導體泵浦激光器批量生產能力，並擁有紫外激光器、綠光激光器、紅外激光器和皮秒激光器批量生產線。公司總部位於北京，並在天津建立生產基地、深圳設立華南辦事處。
北京中科思遠光電科技有限公司
公司是一家坐落在北京中關村高新科技園區的高新技術企業。公司以高功率、多波長固體激光器為主導產品，已形成集產品研發、生產和銷售為一體的產業化實體。公司產品以固體激光器為主，包括：脈衝紫外固體激光系統、全固態紅、綠、藍激光器、高功率激光系統、單縱模激光器、光參量激光器（OPO）、可調諧激光器、高功率激光系統、PIV片光源、皮秒激光器，及特種激光器，同時公司還生產和銷售大功率工業激光加工系統等。
北京銦尼鐳斯技術有限公司
公司成立於2011年，公司位於順義區空港工業園區融慧園，分別與北京大學、華南師範大學合作設立“產、學、研”實驗室；是一家專業從事激光器及其相關配套設備的研發、生產和銷售為一體的研發型激光器製造商。公司擁有多項自主知識產權和獲多項國家專利的超短脈衝光纖激光器、光纖放大器等產品。產品主要應用於科研、精密測量、航天、電子、國防及工業加工等諸多領域。
北京科益虹源光電技術有限公司
公司於2016年7月成立，是國科光電科技的全資子公司，中國唯一從事光刻準分子激光技術研究以及產品開發的企業。其自主研發的準分子激光技術及產品打破了國外技術壟斷，成為國內高水平的專業準分子激光技術解決方案提供商。
蘇州德龍激光股份有限公司
公司成立於2005年，位於蘇州工業園區，由中、澳兩方投資創立，致力於研發、生產和銷售各類高端工業應用激光設備，尤其是基於紫外激光和超短脈衝激光技術的設備，公司產品已被廣泛應用於半導體、顯示、精密電子、高校科研和新能源等精密加工領域。
杭州奕力科技有限公司
公司是一家以研發和生產“高功率飛秒激光器”為主營業務的高科技企業，致力於為客戶提供最優的激光器解決方案。公司不但掌握了先進的飛秒激光技術，更有強大工程化經驗，可以為客戶提供技術指標領先、使用穩定可靠的飛秒激光器產品。
深圳瑞豐恆激光技術有限公司
公司創立於2007年，目前擁有一支由清華教授、博士組成的頂級激光器研發團隊。公司研發的飛秒激光器，採用獨特的激光腔型設計，聲光調Q技術，及高精度冷卻系統，體積小，集成高。具有較短的脈衝寬度,優越的光束質量和完美的光斑特性。
廣州安特激光技術有限公司
公司位於廣州科學城，是以留學回國博士為主體、由新加坡新特集團在廣州投資興建的高新技術企業，自成立以來，聚集了大量技術專家，以市場為導向，推出了聲光電光系列產品如聲光/電光Q開關、聲光/電光調製器等；激光器如超快激光器、可調諧激光器、單縱模激光器等為多種應用提供全套解決方案。
飛秒激光研究中心（廣州）有限公司
公司是一家專注于飛秒激光技術產業化應用的創新型創業公司，致力於將飛秒激光技術獨特、優秀的性能，在包括醫療健康、工業4.0及新材料表面處理等多個領域做產業化應用的研究和實施。
（以上內容來自Industrial Laser Solutions、平安證券、上海證券、Mordor Intelligence等，由激光行業觀察編輯整理） 激光天地轉載。不代表本公眾號觀點及立場，僅供交流學習之用，如有任何疑問請留言與我們聯繫！
閱讀更多 江蘇激光產業創新聯盟 的文章
