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激光原理早在1917年已被著名的美國物理學家愛因斯坦發現,但直到1960年激光才被首次成功制造。激光是在有理論準備和生產實踐迫切需要的背景下應運而生的,它一問世,就獲得了異乎尋常的飛快發展,激光的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生,而且導致整個一門新興產業的出現。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段,去獲得空前的效益和成果,從而促進了生產力的發展。
一、激光器發展狀況分析
早期的固體激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發的物質中放大或振蕩發射的器件,用光、電及其他辦法對物質進行激勵,使得其中一部分粒子激發到能量較高的狀態,當這種狀態的粒子數大于能量較低狀態的粒子數時,由于受激輻射,物質就能對某一波長的光輻射產生放大作用,也就是這種波長的光輻射通過物質時,會發射強度放大并與入射光波位、頻率和方向一致的光輻射,這種裝置稱為激光放大器。若把激發的物質放置于共振腔內,光輻射在共振腔內沿軸線方向往復反射傳播,多次通過物質,光輻射被放大許多倍,形成一束強度大、方向集中的光束“激光”,這就是激光振蕩器。
上世紀八十年代后期,由于半導體技術的成熟,使得激光二極管泵浦的固體激光器(DPSSL)發展迅速,DPSSL再加入KTP、LBO、BBO等非線性光學晶體,可以實現可見光及紫外波長的輸出,DPSSL已經成為固體激光器的重要研究與發展對象,成為國際上競相研究的熱點之一。
半導體激光器通常由多個半導體激光發光單元通過一維陣列(巴條)或多維陣列(stack)疊加而成,目前中國的半導體激光器市場規模還是比較小,OFweek行研究中心分析師葉啟東預計今年中國的半導體激光器市場將比2013年增長20%。另一方面,處于現實因素考量,國內市場的推廣難度也比國外困難許多。同時,國外客戶產品都比較高端,而由于半導體技術及工藝要求非常高,特別是在芯片及封裝領域,國內企業產品與國外還有一定的差距。所以,目前部分國內企業在不斷的向自主研發芯片及封裝技術發展,不僅在價格上具有領先優勢,還不斷的縮小與國外產品的技術工藝差距。
自從光纖激光器問世后,高功率光纖激光器成為激光領域最為活躍的研究方向之一。隨著新型泵浦技術的采用和大功率半導體激光器制造工業的進一步發展成熟,光纖激光器得到了飛速發展。與傳統的固體激光器相比,高功率光纖激光器具有結構簡單、閾值低、散熱性能好、轉換效率高、光束質量好等優點。目前,受到廣大科研工作和產業界專家們的極大關注。
葉啟東預計2014年中國光纖激光器市場規模將比2013年增長31.73%,低功率光纖激光器產量將超過30000臺。其一是光纖激光器在逐漸蠶食固體和二氧化碳激光器的市場份額,其二是光纖激光器也在逐漸開辟新的應用領域,其三是進入光纖激光器領域的企業越來越多。
2013年度,全球激光器市場的銷售額相比2012年增長了8.91%,但是仍低于上一年的預測數據增長11.6%,主要是因為光存儲市場的增長疲軟,其次,光刻、科研、軍事激光器市場銷售的增長緩慢。預計2014年全球激光器市場銷售額較2013年會增長7.9%。
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